不同施氮量及施氮比例對(duì)橡膠園土壤無(wú)機(jī)氮運(yùn)移特征的影響

任常琦 張永發(fā) 王帥 羅雪華 薛欣欣 趙春梅 王文斌

關(guān)鍵詞：橡膠園；施肥量；銨態(tài)氮；硝態(tài)氮；水平；垂直

天然橡膠是世界各國(guó)國(guó)防和經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的戰(zhàn)略物資。在全球2500種以上的產(chǎn)膠植物中，橡膠樹(shù)（Heveabrasiliensis）是商品天然橡膠生產(chǎn)的唯一來(lái)源。因此，橡膠樹(shù)被大量種植于亞洲、非洲、大洋洲、拉丁美洲40多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。我國(guó)也是天然橡膠的主產(chǎn)國(guó)之一，種植面積約為116.1萬(wàn)hm2，居世界第3位。然而，近年來(lái)，隨著天然橡膠消費(fèi)量的持續(xù)增長(zhǎng)，如何保障天然橡膠穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)已成為我國(guó)急需解決的難題。

土壤肥力是限制橡膠樹(shù)產(chǎn)膠能力的重要因子。然而，在過(guò)去的50年中，由于長(zhǎng)期持續(xù)割膠和施肥不當(dāng)，膠園土壤肥力下降嚴(yán)重，肥力綜合質(zhì)量指數(shù)僅為0.30～0.66[1]。其中，土壤氮素虧損最為嚴(yán)重。僅1977—1998年，膠園土壤全氮含量即下降了0.23%～0.33%[2]。因此，近來(lái)年，施用氮肥成為調(diào)控膠園土壤肥力的重要舉措。然而，目前對(duì)于膠園土壤的氮素管理，大多僅關(guān)注氮肥的肥力效應(yīng)，少有關(guān)注氮肥施用對(duì)土壤氮素組分運(yùn)移規(guī)律的影響。這限制了膠園土壤氮素的精準(zhǔn)管理和風(fēng)險(xiǎn)調(diào)控。要想促進(jìn)橡膠樹(shù)快速生長(zhǎng)，提高膠乳產(chǎn)量，提高膠乳品質(zhì)和延長(zhǎng)經(jīng)濟(jì)壽命，同時(shí)提高肥料利用率，合理施肥是一項(xiàng)重要的措施。

眾所周知，土壤氮主要包括硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和有機(jī)態(tài)氮，其中硝態(tài)氮和銨態(tài)氮是可直接被吸收利用的，但這2種形態(tài)的氮含量不足氮素的5%，且極易損失[3-4]。施用氮肥可提升土壤有效態(tài)氮含量，但由于土壤氮素生物化學(xué)轉(zhuǎn)化、吸附-解吸、植物吸收等過(guò)程的影響[5-6]，氮肥施用量和施用方式因土壤類(lèi)型和作物類(lèi)型而異。不當(dāng)?shù)牡适┯梅绞讲坏珪?huì)降低氮肥利用率[7]，也可能導(dǎo)致無(wú)機(jī)氮淋失引起的水體污染等環(huán)境問(wèn)題[8-10]。與溫帶土壤不同，我國(guó)膠園土壤為磚紅壤，土壤偏酸性，且該區(qū)域具有高溫、降雨強(qiáng)度大、淋溶性強(qiáng)等特點(diǎn)。這意味著膠園土壤氮素淋失風(fēng)險(xiǎn)高，急需摸清氮肥施用量對(duì)土壤無(wú)機(jī)氮組分賦存特征和運(yùn)移規(guī)律，以減少氮淋失。同時(shí)，與其他作物不同，橡膠樹(shù)作為一種熱帶特有的多年生、大型經(jīng)濟(jì)喬木，不但在垂直-水平方向根圈范圍廣，且常年經(jīng)歷割膠行為對(duì)氮素的損耗，因此，還應(yīng)進(jìn)一步在垂直-水平方向上，評(píng)價(jià)不同時(shí)期施肥對(duì)土壤氮素的影響。然而，過(guò)去的研究不但少有關(guān)注氮肥施用對(duì)膠園土壤氮素組分的影響，更僅考慮一次施肥的影響。

綜上，根據(jù)橡膠樹(shù)管理特點(diǎn)和種植區(qū)磚紅壤氮素易淋失的特點(diǎn)，本研究在田間尺度上，研究不同氮肥施用量、施用時(shí)期對(duì)膠園土壤無(wú)機(jī)氮組分的水平和垂直運(yùn)移特征。研究結(jié)果可為膠園土壤的合理施肥和氮素的精準(zhǔn)管理提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

研究地點(diǎn)位于海南省儋州市中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)場(chǎng)（109°29′11.219″E，19°29′6.215″N）。該地區(qū)屬熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫為23.8℃，年均降雨量約為1650mm，但降雨分布不均，5—11月是雨季，占全年降水量的70%～90%，12月至翌年4月是旱季。選取長(zhǎng)勢(shì)一致的熱研7-33-97成齡橡膠樹(shù)，樹(shù)齡為14a，割齡為6a，于2005年定植，2013年開(kāi)割，膠園內(nèi)株行距為3.0m×7.0m，土壤基本理化性質(zhì)如下：pH4.80，有機(jī)碳為6.33g/kg，全氮為0.59g/kg，有效磷為19.65mg/kg，速效鉀為41.17mg/kg，硝態(tài)氮為3.98mg/kg，銨態(tài)氮為2.59mg/kg，容重為1.46g/cm3，砂粒為52.07%，粉粒為29.77%，黏粒為18.16%。

1.2方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)在橡膠樹(shù)種植過(guò)程中，通常每年施肥3次，本研究以全年的常規(guī)施肥量為基礎(chǔ)，減少20%的施肥量作為減量施肥處理，以及在減少20%用量的同時(shí)，將施肥量后移，作為同步施肥處理，所施肥料均為復(fù)合肥，N∶P2O5∶K2O=14∶7∶9，具體施肥量見(jiàn)表1。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置4個(gè)處理：①空白對(duì)照（CK），不施肥；②常規(guī)施肥（C，施肥總量2kg/株，前期∶中期∶后期=5∶3∶2）；③減量施肥（J，施肥總量1.6kg/株，前期∶中期∶后期=5∶3∶2），減量施肥相當(dāng)于常規(guī)施肥減量20%。④同步施肥（T，施肥總量1.6kg/株，前期∶中期∶后期=3∶3∶2），前期同步施肥相當(dāng)于常規(guī)施肥減量40%，中期和后期與常規(guī)施肥量相同。每個(gè)處理重復(fù)3次，共12個(gè)小區(qū)，總面積為2.73hm2。肥料分別于研究當(dāng)年的4月底（前期）、6月底（中期）和9月底（后期）施入施肥穴內(nèi)并覆土，施肥穴位于2株橡膠樹(shù)之間，距離橡膠樹(shù)主干垂直距離1.5m，大小為80cm×20cm×20cm。

1.2.2樣品采集于施肥當(dāng)年的5月底（前期）、7月底（中期）、10月底（后期）采集施肥穴土壤樣品。每個(gè)小區(qū)分別選擇3個(gè)施肥穴用土鉆法采集土樣，以施肥穴為取樣原位點(diǎn)，在施肥穴里面均勻布置3個(gè)原位點(diǎn)，每個(gè)原位點(diǎn)進(jìn)行距離施肥穴邊緣橫向0（原位點(diǎn)）、5、15、30、45、60cm的布點(diǎn)取樣，采樣深度均為0～20、20～40、40～60、60～80cm，每個(gè)施肥穴3個(gè)原位點(diǎn)等距離、同一土層的土壤樣品混合成1個(gè)樣品，每個(gè)施肥穴共采集土樣72個(gè)。

1.2.3樣品分析銨態(tài)氮和硝態(tài)氮用1mol/L的KCl浸提，浸提液使用AA3連續(xù)流動(dòng)分析儀（德國(guó)seal）分析。

1.3數(shù)據(jù)處理

前期施肥數(shù)據(jù)已經(jīng)以論文形式發(fā)表，本研究選取中期和后期施肥的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，使用SPSS20.0軟件進(jìn)行單因素方差分析，利用Excel2019軟件繪制圖表。

2結(jié)果與分析

2.1不同施氮水平無(wú)機(jī)氮在土壤中的水平運(yùn)移

2.1.1土壤銨態(tài)氮的水平運(yùn)移由圖1可看出知，施肥后，土壤銨態(tài)氮含量顯著增加，尤其是在施肥穴處，常規(guī)施肥和同步施肥處理顯著高于CK，并且常規(guī)施肥處理和同步處理顯著高于減量20%處理，這是因?yàn)闇p量20%施肥量較少，表明施肥量對(duì)土壤銨態(tài)氮?dú)埩粲绊戄^大，施肥量越多，土壤銨態(tài)氮?dú)埩袅吭蕉?。施肥穴垂直深度?～20cm時(shí)，在不同的水平距離下，隨著距離的增加，土壤銨態(tài)氮含量呈降低趨勢(shì)，尤其是在距施肥穴5cm處，降低明顯，在中期施肥中，常規(guī)施肥處理由118.54mg/kg降至32mg/kg，降低了73.18%；同步施肥處理降低了13.84%；在后期施肥中，常規(guī)施肥和減量施肥處理在5cm處分別降低了88.66%、39.67%。當(dāng)距施肥穴位置超過(guò)30cm后，土壤銨態(tài)氮含量不再有明顯變化，各處理之間含量達(dá)到相近水平。說(shuō)明施肥量增加，僅在施肥穴處效果顯著，并不能提高距施肥穴30cm以外的土壤銨態(tài)氮含量。

2.1.2土壤硝態(tài)氮的水平運(yùn)移由圖2可看出，施肥后，土壤硝態(tài)氮含量增加。施肥穴垂直深度為0～20cm時(shí)，在中期施肥時(shí)期，硝態(tài)氮含量在距施肥穴5cm處達(dá)到最大值，隨后顯著降低，在30cm以外，變化不再明顯，在60cm處，減量施肥、同步施肥、CK處理的硝態(tài)氮含量趨于相近水平，但常規(guī)施肥處理土壤的硝態(tài)氮含量仍明顯高于這3種處理。說(shuō)明硝態(tài)氮含量很不穩(wěn)定，施用過(guò)多的氮肥，土壤硝態(tài)氮可能會(huì)隨著雨水徑流發(fā)生水平運(yùn)移。在后期施肥時(shí)期，隨著水平距離的增加，土壤硝態(tài)氮含量呈降低趨勢(shì)，尤其是在距施肥穴5cm處，降低明顯，常規(guī)施肥和減量施肥處理分別降低83.02%、90.3%，在30cm以外，變化不再明顯，在60cm處趨于接近水平。

2.1.3土壤無(wú)機(jī)氮的水平運(yùn)移由圖3可看出，施肥后，土壤無(wú)機(jī)氮含量明顯增加，尤其是在施肥穴處的常規(guī)施肥和同步施肥處理，顯著高于其他2種處理。施肥穴垂直深度為0～20cm時(shí)，在中期施肥中，隨著距離的增加，常規(guī)施肥和同步施肥處理無(wú)機(jī)氮含量逐漸降低，而減量施肥處理在距離施肥穴5cm處，無(wú)機(jī)氮含量達(dá)到最高值，為116mg/kg，隨著距離的增加，也逐漸降低；在后期施肥中，隨著距離的增加，無(wú)機(jī)氮含量呈降低趨勢(shì)，尤其是在距施肥穴5cm處，降低明顯，常規(guī)施肥和減量施肥處理分別降低86.12%、80.32%，當(dāng)距離超過(guò)30cm后，變化不再明顯，并在60cm處達(dá)到相似水平。

2.2不同施氮水平下無(wú)機(jī)氮在土壤中的垂直運(yùn)移

2.2.1土壤銨態(tài)氮的的垂直運(yùn)移施肥后，在垂直方向上，土壤銨態(tài)氮含量顯著增加。在中期施肥時(shí)期，在垂直深度為20～40cm時(shí)，銨態(tài)氮含量大小依次是常規(guī)施肥＞減量施肥＞同步施肥＞空白處理，但其他深度的銨態(tài)氮含量大小均為常規(guī)施肥＞同步施肥＞減量施肥＞空白處理，尤其是常規(guī)施肥處理，銨態(tài)氮含量顯著高于其他3種處理，這與施肥量有關(guān)，施氮量越高，土壤中銨態(tài)氮含量越高。隨著垂直深度的增加，常規(guī)施肥土壤銨態(tài)氮含量呈現(xiàn)出先降低后增加的趨勢(shì)，在0～20cm處銨態(tài)氮含量最高，為118.54mg/kg，在40～60cm含量最低，為94.33mg/kg。同步施肥處理呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，在40～60cm含量達(dá)到最大值77.99mg/kg。減量施肥處理呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，在40～60cm含量達(dá)到最大值72.35mg/kg（圖4）。這表明中期施肥會(huì)加速銨態(tài)氮向深層土壤淋洗，可淋洗至60～80cm，但多集中在40～60cm土層。

在后期施肥時(shí)期，在垂直深度為20～40cm時(shí)，銨態(tài)氮含量大小依次是常規(guī)施肥>同步施肥>減量施肥>空白處理，但其他深度的銨態(tài)氮含量大小均為常規(guī)施肥>減量施肥>同步施肥>空白處理，尤其是常規(guī)施肥處理，銨態(tài)氮含量顯著高于其他3種處理。隨著垂直深度的增加，常規(guī)施肥土壤銨態(tài)氮含量呈現(xiàn)出先降低后增加的趨勢(shì)，在0～20cm處銨態(tài)氮含量最高，為92.74mg/kg，在40～60cm含量最低，為31.21mg/kg。同步施肥處理呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，在20～40cm含量達(dá)到最大值11.47mg/kg。減量施肥處理呈現(xiàn)出先降低后增加再降低的趨勢(shì)，在40～60cm含量達(dá)到最大值25.8mg/kg（圖4）。這表明后期施肥會(huì)加速銨態(tài)氮向深層土壤淋洗，可淋洗至60～80cm，但多集中在0～20cm土層。

2.2.2土壤硝態(tài)氮的垂直運(yùn)移中期施肥后，在施肥穴處，常規(guī)施肥處理的土壤硝態(tài)氮含量顯著增加，其他3種處理的影響并不明顯。在垂直方向上，隨著深度的增加，常規(guī)施肥處理的硝態(tài)氮含量呈先增加后降低的趨勢(shì)，在40～60cm處達(dá)到最大值200.39mg/kg（圖5）。說(shuō)明中期施肥后，硝態(tài)氮可淋洗至60～80cm，但多集中在40～60cm土層。

后期施肥后，在施肥穴處，各土層的土壤硝態(tài)氮含量增加，隨著深度的增加，其硝態(tài)氮含量呈先降低后增加的趨勢(shì)，常規(guī)施肥和同步施肥在0～20cm殘留較多，分別為76.17、106.9mg/kg。減量施肥在40～60cm殘留較多，為42.86mg/kg（圖5）。這說(shuō)明后期施肥，硝態(tài)氮向下淋溶減弱。

2.2.3土壤無(wú)機(jī)氮的垂直運(yùn)移在中期施肥后（圖6），常規(guī)施肥呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，在40～60cm處達(dá)到最大值294.73mg/kg；同步施肥處理呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，在20～40cm處含量最低，為39.28mg/kg，在40～60cm達(dá)到最大值80.05mg/kg；減量施肥呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，在40～60cm處達(dá)到最大值74.71mg/kg；總體來(lái)看，常規(guī)施肥>同步施肥>減量施肥，雖然本次常規(guī)施肥和同步施肥的施氮量相同，但在第一次施肥中，常規(guī)施肥的施氮量比同步施肥多20%。這說(shuō)明施肥量會(huì)增加土壤無(wú)機(jī)氮含量，無(wú)機(jī)氮主要遷移至40～60cm土層。

在后期施肥后（圖6），在施肥穴處，各土層的土壤無(wú)機(jī)氮含量增加，隨著深度的增加，施肥處理無(wú)機(jī)氮含量呈先降低后增加的趨勢(shì)，常規(guī)施肥和同步施肥是在0～20cm殘留較多，分別為115.67、168.9mg/kg。減量施肥在40～60cm殘留較多，為68.66mg/kg。

2.3施肥中期不同施氮水平對(duì)水平方向上銨態(tài)氮和硝態(tài)氮占比的影響

由表2可知，中期施肥降低了銨態(tài)氮的占比，并且在水平方向上呈波動(dòng)的變化趨勢(shì)。CK在不同水平距離下，銨態(tài)氮占比無(wú)較大變化，減量施肥和同步施肥的銨態(tài)氮占比接近，高于常規(guī)施肥處理。施肥增加了硝態(tài)氮占比，表現(xiàn)為常規(guī)施肥>減量施肥>同步施肥。硝態(tài)氮占比在水平方向上呈波動(dòng)的變化趨勢(shì)，在距施肥穴5cm處占比較高。說(shuō)明施肥改變了土壤中的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的分布和運(yùn)移。

由表2可知，后期施肥降低了銨態(tài)氮的占比，并且在水平方向上呈波動(dòng)的變化趨勢(shì)，呈現(xiàn)減量施肥>常規(guī)施肥>同步施肥。施肥增加了硝態(tài)氮占比，表現(xiàn)為常規(guī)施肥>同步施肥>減量施肥。硝態(tài)氮占比在水平方向上呈波動(dòng)的變化趨勢(shì)，在距施肥穴15cm處占比較高。說(shuō)明施肥改變了土壤中的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的分布和運(yùn)移。

2.4不同施氮水平對(duì)垂直方向上銨態(tài)氮和硝態(tài)氮占比的影響

由表3可知，常規(guī)施肥處理降低了垂直方向上銨態(tài)氮占比，減量施肥和同步施肥處理與CK差別小。隨著深度的增加，常規(guī)施肥處理銨態(tài)氮占比呈先降低后增加，在0～20cm占比最高，這與常規(guī)施肥處理表層較高的銨態(tài)氮含量有關(guān)；減量處理和同步處理銨態(tài)氮占比呈先增加后降低的趨勢(shì)，并在40～60cm達(dá)到最高值，說(shuō)明銨態(tài)氮遷移主要停留在40～60cm土層。

常規(guī)施肥處理增加了垂直方向上硝態(tài)氮占比，減量施肥和同步施肥處理與CK差別小。隨著深度的增加，常規(guī)施肥處理銨態(tài)氮占比呈先增加后降低，在40～60cm達(dá)到最大值；而減量施肥和同步施肥呈先降低后增加的趨勢(shì)，在0～20cm占比較高。說(shuō)明本次施肥硝態(tài)氮在0～20cm土層聚集，但施肥量增加，引起硝態(tài)氮向下淋洗，使其在40～60cm聚集較多。

由表3可知，后期施肥降低了銨態(tài)氮占比，銨態(tài)氮占比呈常規(guī)處理＞減量處理＞同步處理，隨著深度的增加，各施肥處理銨態(tài)氮占比呈先增加后降低的趨勢(shì)，在20～40cm占比最高，說(shuō)明銨態(tài)氮遷移主要停留在20～40cm土層。后期施肥增加了硝態(tài)氮占比，硝態(tài)氮占比呈同步處理＞減量處理＞常規(guī)處理，隨著深度的增加，各施肥處理銨態(tài)氮占比呈先降低后增加的趨勢(shì)，常規(guī)處理和同步處理的硝態(tài)氮在0～20cm占比最高，減量處理在60～80cm占比最高。說(shuō)明硝態(tài)氮能遷移至60～80cm土層，但在0～20cm聚集較多。

3討論

施肥量和施肥方式會(huì)綜合影響土壤水分和溶質(zhì)運(yùn)移[11]，在陽(yáng)離子交換量低的橡膠園土壤，雨季降雨量大且頻繁，淋洗嚴(yán)重，施入的氮肥極易隨雨水淋溶[12]，氮肥過(guò)量或不合理施用是引起土壤硝態(tài)氮淋溶的主要原因[13]。并且施氮水平越高，淋溶損失越大[14]。

王火焰等[15]研究指出，肥料養(yǎng)分利用率低是由于常規(guī)施肥措施下，土壤中肥料養(yǎng)分的供應(yīng)時(shí)間、空間、濃度和用量無(wú)法與作物需求匹配。但分次施用氮肥能改善作物氮素需求與供應(yīng)的匹配度，提高氮素利用效率[16]。本研究結(jié)果也驗(yàn)證了該觀點(diǎn)，中期施肥，各施肥處理的銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和無(wú)機(jī)氮含量整體水平方向的殘留情況為：CK<同步施肥＜減量施肥<常規(guī)施肥；后期施肥，各施肥處理的硝態(tài)氮和無(wú)機(jī)氮含量整體水平方向的殘留情況為：CK＜減量施肥<同步施肥<常規(guī)施肥，且常規(guī)施肥方式的殘留量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他施肥方式。因此，在不同時(shí)期調(diào)整施肥量，對(duì)于減少氮肥損失，提高肥料利用率是十分必要的。

本研究中，在水平方向上，銨態(tài)氮含量隨著距離的增加逐漸降低，在0～5cm內(nèi)驟降，但硝態(tài)氮含量在中期0～5cm內(nèi)增加，后期0～5cm內(nèi)驟降，隨后變化不明顯，這可能與該地區(qū)的溫度和降水有關(guān)。硝態(tài)氮是一種通過(guò)靜電力與土壤膠體發(fā)生作用的非專(zhuān)性吸附陰離子，通常不易被帶負(fù)電的土壤膠體所吸附，主要以溶質(zhì)的形式存在于土壤溶液中，其運(yùn)移速率隨土壤含水量的不同而相應(yīng)地變化。已有研究表明，硝態(tài)氮受土壤含水量影響較大，其水平運(yùn)移濃度隨土壤含水量增加而減少[17]。本研究中，中期較后期溫度更高，降水更少，使中期的硝態(tài)氮水平運(yùn)移增加，含量升高。祁棟靈等[18]也發(fā)現(xiàn)，橡膠林土壤硝態(tài)氮含量季節(jié)性變化明顯，6月份含量最高。此外，硝態(tài)氮的運(yùn)移受土層中水分橫向移動(dòng)較弱的限制，在水平方向6cm以?xún)?nèi)，硝態(tài)氮運(yùn)移速率較大，超過(guò)6cm，運(yùn)移速率變化較小[17]。因此，遠(yuǎn)離施肥穴的土壤硝態(tài)氮變化不明顯。而銨態(tài)氮易被土壤膠體吸附，相對(duì)穩(wěn)定，水平遷移并不明顯。本研究還發(fā)現(xiàn)，在水平方向上，常規(guī)施肥的銨態(tài)氮占比明顯低于對(duì)照。這可能與氮素在土壤中生物化學(xué)轉(zhuǎn)化、吸附-解吸、植物吸收等過(guò)程有關(guān)[5-6]。如前所述，土壤氮素虧損是橡膠種植土壤肥力的限制因子[1-2]。因此，氮肥施加量越大，土壤養(yǎng)分就越充足，微生物的活性就越大。這將會(huì)增強(qiáng)土壤的反硝化過(guò)程，進(jìn)而加劇土壤氮素的流失[7-10]。尤其在表層土壤，因與肥料直接接觸，土壤的硝化、反硝化過(guò)程會(huì)更強(qiáng)烈，氮素流失效應(yīng)更強(qiáng)。在常規(guī)施肥中，大量的氮肥施入，通常對(duì)橡膠生長(zhǎng)具有更強(qiáng)的促進(jìn)作用，這也會(huì)加劇土壤中氮素的損耗。此外，施肥方式不同，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、礦物組成等物理性狀的影響也不同，進(jìn)而影響土壤氮素在土壤中的持留和淋失[8-10]。

在合理施肥的情況下，銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量會(huì)隨著土層深度的增加而減少，但SIEMENS等[13]研究發(fā)現(xiàn)，不合理施肥會(huì)導(dǎo)致硝態(tài)氮淋溶及土壤深層硝態(tài)氮的累積。尤其是在雨熱季，降雨、高溫會(huì)促使施入的氮肥隨著水分向土壤深層淋溶[19]，導(dǎo)致氮素累積。本研究結(jié)果顯示，施肥量對(duì)橡膠園土壤垂直方向上氮素運(yùn)移有顯著影響，銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、無(wú)機(jī)氮含量整體上表現(xiàn)為：中期，常規(guī)施肥＞同步施肥＞減量施肥＞空白處理；后期，常規(guī)施肥＞減量施肥＞同步施肥＞空白處理，同步施肥和減量施肥氮素遷移遠(yuǎn)低于常規(guī)施肥，說(shuō)明這2種施肥量是橡膠園合理的施肥用量。中期施肥，銨態(tài)氮和硝態(tài)氮發(fā)生垂直運(yùn)移，主要遷移至40～60cm土層，并且硝態(tài)氮遷移是在施肥量較大的常規(guī)施肥處理中，遷移較為明顯。后期施肥，相對(duì)于硝態(tài)氮來(lái)說(shuō)，銨態(tài)氮遷移不明顯，并且硝態(tài)氮和銨態(tài)氮均主要集中在0～20cm。說(shuō)明調(diào)整全年施肥比例后，土壤氮素的運(yùn)移更加接近合理施肥情況下的氮素變化規(guī)律。與硝態(tài)氮相比，通常銨態(tài)氮更易被土壤吸附，在特定條件下借助下滲流的驅(qū)動(dòng)才可能在土壤剖面中隨水遷移[20]。但本研究中，土壤氮素主要以銨態(tài)氮的形式存在。土壤銨態(tài)氮占比大于硝態(tài)氮占比，但隨著水平距離和垂直深度的增加，在施肥量較多的常規(guī)處理中，硝態(tài)氮占比大于銨態(tài)氮。這可能是因?yàn)槟蛩卦谑┤胪寥篮?，除少量以分子態(tài)被土壤吸附，大部分在土壤中脲酶的作用下，水解為碳酸銨，并釋放出銨態(tài)氮[21]，在其發(fā)生硝化作用之前就發(fā)生了遷移，引起銨態(tài)氮占比增加。但施肥量增加，土壤硝態(tài)氮占比也隨之提高，這是由于土壤硝態(tài)氮含量會(huì)隨施氮量的增加而升高[22]。施肥后，土壤的銨態(tài)氮占比降低。與不施肥處理相比，氮肥（尿素）施入土壤后，銨態(tài)氮的比例降低。這可能與氮肥對(duì)土壤微生物的激發(fā)效應(yīng)有關(guān)。微生物是激發(fā)效應(yīng)的驅(qū)動(dòng)者，在自然條件下，大部分微生物處于休眠或潛在活躍狀態(tài)[23]，當(dāng)向系統(tǒng)中投入無(wú)機(jī)氮肥后，能夠促進(jìn)土壤硝化微生物——氨氧化細(xì)菌的增長(zhǎng)繁殖[24-26]，從而產(chǎn)生正激發(fā)效應(yīng)。這增加了微生物對(duì)土壤無(wú)機(jī)氮的利用，而微生物會(huì)優(yōu)先選擇能量消耗小的銨態(tài)氮利用。這可能會(huì)增加對(duì)土壤銨態(tài)氮的消耗，表現(xiàn)出施肥后土壤銨態(tài)氮占比降低的情況。

土壤中銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的分布趨勢(shì)還取決于多種因素，除氮肥施用量、施肥時(shí)間的變化外，作物吸收、微生物對(duì)NH4+和NO3–的固定、反硝化、氨揮發(fā)等過(guò)程均是決定其動(dòng)態(tài)變化的重要因素[8，27-29]。因此，對(duì)于橡膠林氮素水平-垂直方向運(yùn)移，后續(xù)還需進(jìn)行更多、更深入的研究，才能明確其變化的主導(dǎo)過(guò)程及關(guān)鍵因子。

4結(jié)論

不同施肥處理土壤氮素遷移特點(diǎn)有所不同，以垂直運(yùn)移為主。土壤氮素水平運(yùn)移呈現(xiàn)出遞減趨勢(shì)，在5cm內(nèi)變化劇烈，超過(guò)30cm后，變化不再明顯。中期施肥銨態(tài)氮主要遷移至40～60cm，而后期施肥銨態(tài)氮主要停留在0～20cm。無(wú)機(jī)氮的變化趨勢(shì)與銨態(tài)氮一致，無(wú)機(jī)氮主要以銨態(tài)氮的形式運(yùn)移，在后期施肥，銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的遷移能力均有所減弱，向深層土壤的遷移減少。說(shuō)明調(diào)整施肥量和施肥時(shí)間，對(duì)于減少土壤氮素向深層遷移，改善氮肥流失有積極作用。