減量施肥對(duì)土壤可溶性有機(jī)碳氮組分的影響

馬軍花 武蘭芳 陳浩

摘? ? 要：對(duì)不同施肥量條件下土壤可溶性有機(jī)碳氮組分進(jìn)行研究，結(jié)果表明：施肥量改變對(duì)土壤溶解性有機(jī)碳、熱水溶性有機(jī)碳的影響較小，在整個(gè)采樣期間溶解性有機(jī)碳組分的趨勢(shì)一致但含量差異不顯著（P>0.05）;施肥量改變對(duì)土壤溶解性有機(jī)氮、熱水溶性有機(jī)氮的影響高于相應(yīng)碳組分，增量施肥的溶解性有機(jī)氮和熱水溶性有機(jī)氮含量總體上高于其他處理，這些差異在大部分采樣時(shí)刻均達(dá)到差異顯著水平（P<0.05）。

關(guān)鍵詞：減量施肥;熱水溶性有機(jī)碳;熱水溶性有機(jī)碳氮

文章編號(hào)：1005-2690（2021）17-0030-02? ? ? ?中國(guó)圖書分類號(hào)：S155? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

土壤可溶性有機(jī)碳氮包括溶解性有機(jī)碳氮及熱水溶性有機(jī)碳氮，是土壤中移動(dòng)較快、不穩(wěn)定、易氧化、易分解、易礦化的活性成分[1]，其分解產(chǎn)物在土壤中容易被植物、微生物所利用[2]?？扇苄杂袡C(jī)碳氮組分是土壤中較為活躍和敏感的養(yǎng)分，對(duì)研究土壤養(yǎng)分循環(huán)具有重要作用。通過(guò)比較減量、常量、增量施肥影響下的土壤可溶性有機(jī)碳氮組分動(dòng)態(tài)，可為提高養(yǎng)分利用效率和維護(hù)生態(tài)環(huán)境健康提供參考。

1? ?材料與方法

田間試驗(yàn)于中國(guó)科學(xué)院禹城綜合試驗(yàn)站進(jìn)行。施肥試驗(yàn)始于2008年10月中旬，冬小麥播種品種為濟(jì)麥22，2009年6月上旬收獲冬小麥，小麥秸稈粉碎還田，然后播種夏玉米，品種為鄭丹958，10月初收獲玉米，玉米秸稈全部還田。試驗(yàn)小區(qū)面積64 m2，每個(gè)處理3次重復(fù)。冬小麥季肥料分為播前基肥和拔節(jié)期追肥兩次施入，夏玉米季在大喇叭口期一次追肥施入土壤。冬小麥和夏玉米季施肥量相同，設(shè)置不同施肥量的田間試驗(yàn)，氮肥為普通尿素，磷肥為過(guò)磷酸鈣，鉀肥為硫酸鉀。施肥量的計(jì)算是基于試驗(yàn)站對(duì)研究區(qū)域農(nóng)戶調(diào)查的平均結(jié)果設(shè)置，其中常量施肥代表了魯西北平原地區(qū)農(nóng)民一季的常規(guī)施肥量，在常量施肥的基礎(chǔ)上分別減少和增加15%為減量施肥和增量施肥，具體施肥量見(jiàn)表1。

2010年4月開(kāi)始試驗(yàn)，采樣時(shí)間始于冬小麥?zhǔn)┌喂?jié)肥前，夏玉米收獲后結(jié)束。除了每個(gè)月定期的采樣，在每次施肥后的7～14 d內(nèi)加采一次。將采集的新鮮土樣冷凍備用，用于測(cè)定可溶性有機(jī)態(tài)碳氮組分含量。

土壤可溶性有機(jī)碳氮包括DOC、DON和HWSOC、HWSON，其測(cè)定方法為：稱取10 g過(guò)2 mm篩的鮮土和50 mL蒸餾水一起加入離心管中，在室溫下水平震蕩30 min，在離心機(jī)上以4 500 r/min離心20 min，懸液過(guò)濾并進(jìn)一步過(guò)0.45 μm濾膜，所得溶液為DOC和DON的待測(cè)溶液;將上述溶液吸取一定容積再放入80 ℃的水浴鍋，恒溫加熱18 h后水平振蕩10 min，使土壤與浸提液完全混合，4 500 rpm離心20 min后將上清液過(guò)0.45 μm濾膜得到HWSOC和HWSON的待測(cè)液。上述溶液的碳組分采用Elementar vario TOC儀測(cè)定其含量，相應(yīng)的氮組分經(jīng)高溫消解后由紫外分光光度計(jì)測(cè)定。

2? ?結(jié)果分析

試驗(yàn)結(jié)果的方差分析采用SPSS16.0完成。

2010年4月2日—10月10日采樣期間各處理的土壤DOC和DON動(dòng)態(tài)如圖1所示，DOC濃度相對(duì)較低，各處理不同時(shí)段的DOC含量均低于80 mg C/kg，DOC含量各處理之間差異不顯著（P>0.05）。DOC總體上呈下降的趨勢(shì)，采樣期間作物快速生長(zhǎng)，土壤微生物活動(dòng)也旺盛，DOC作為易分解的碳源是微生物活動(dòng)優(yōu)先選擇的碳源之一，所以總體呈降低趨勢(shì)。冬小麥?zhǔn)┌喂?jié)肥前，施肥處理的DOC值要明顯高于空白，是由于小麥返青后施肥處理作物生長(zhǎng)旺盛，根系分泌物的含碳組分相對(duì)豐富，提高了這一時(shí)刻的DOC含量。減量和常量施肥處理的土壤中DON含量總體上高于空白處理，但大部分差異不顯著（P>0.05）。而增量施肥的處理土壤DON含量較高，個(gè)別采樣時(shí)刻與其他處理相比有明顯差異。特別是夏玉米施肥7 d后的測(cè)定結(jié)果與其他處理相比差異顯著（P<0.05），施用尿素后，增量施肥處理土壤中盈余部分酰胺態(tài)氮素成為土壤DON的一部分，但此部分DON如果沒(méi)有被有效的保蓄在土壤固相，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化則極易造成氮素的損失。

HWSOC既包括了土壤中冷水溶解的有機(jī)碳，也包括在80 ℃下死亡的微生物體內(nèi)的溶解性有機(jī)碳。土壤熱水溶性有機(jī)碳氮?jiǎng)討B(tài)見(jiàn)圖2。小麥?zhǔn)┌喂?jié)肥后30 d內(nèi)測(cè)定的HWSOC含量施肥處理與空白相比差異顯著（P<0.05），其他采樣時(shí)刻的HWSOC含量各處理間差異不顯著（P>0.05），這可能是因?yàn)橛惺┓侍幚淼淖魑镌谑┓屎笸寥鲤B(yǎng)分庫(kù)得到補(bǔ)充，及時(shí)提供給生物活動(dòng)需要的養(yǎng)分，作物根系生長(zhǎng)旺盛也促進(jìn)了根系分泌物的生成，從而提高了土壤中HWSOC的含量。與空白對(duì)照相比差異顯著（P<0.05），與常量和增量施肥相比在個(gè)別采樣時(shí)刻差異顯著（P<0.05）;冬小麥部分采樣時(shí)刻的增量施肥HWSON含量與常量施肥的值相近，是由于增量施肥的氮素?fù)p失較高，部分氮素并未有效的轉(zhuǎn)化為土壤有機(jī)氮?？瞻滋幚淼腍WSON含量總體上高于其他處理，是因?yàn)榭瞻滋幚頉](méi)有施肥，作物和微生物活動(dòng)都較不活躍，土壤中易被分解的可溶性有機(jī)氮素分解緩慢，使空白的HWSON測(cè)定結(jié)果較高。

3? ?主要結(jié)論

試驗(yàn)設(shè)置的施肥處理在常量施用氮磷鉀肥的基礎(chǔ)上同比增加或降低15%，試驗(yàn)結(jié)果表明：土壤中不同碳組分的動(dòng)態(tài)受施氮梯度的影響很小，而熱水溶性有機(jī)氮?jiǎng)討B(tài)受施氮梯度的影響較明顯，大部分采樣時(shí)刻的養(yǎng)分含量與空白相比差異顯著。磷肥和鉀肥對(duì)土壤不同碳氮組分的影響很小，因此，磷肥的固定仍是華北平原地區(qū)農(nóng)田施肥面臨的主要問(wèn)題之一，而該地區(qū)土壤母質(zhì)富鉀，若用一定年份的秸稈還田措施配合，可適當(dāng)減少鉀肥用量。

參考文獻(xiàn)：

[ 1 ] D.L.Jones，V.B. Willett. Experimental evaluation of methods to quantify dissolved organic nitrogen（DON） and dissolved organic carbon （DOC） in soil[J].Soil Biology and Biochemistry，2005，38（5）：991-999.

[ 2 ] G Sparling，Maja Vojvodi-Vukovi，L.A Schipper. Hot-water-soluble C as a simple measure of labile soil organic matter：

The relationship with microbial biomass C[J].Soil Biology and Biochemistry，1998，30（10）：1469-1472.