氮肥減量對(duì)庫(kù)爾勒香梨園土壤微生物量的影響

關(guān)鍵詞：庫(kù)爾勒香梨；氮肥；土壤微生物量；土層深度

氮肥是作物增產(chǎn)的關(guān)鍵因素，在保證糧食增產(chǎn)中發(fā)揮了不可替代的作用，同時(shí)也加劇了資源和環(huán)境的矛盾。氮肥的過量施用，不僅導(dǎo)致氮素資源的浪費(fèi)，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生極大的破壞，如土壤板結(jié)、酸化等[1]，還會(huì)增加土壤氮素?fù)p失，破壞土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致作物養(yǎng)分失衡等。研究表明，不合理地施氮會(huì)影響土壤物理特性和土壤pH值[2]。長(zhǎng)期以來化學(xué)肥力為植物生長(zhǎng)提供養(yǎng)分，物理肥力是作物賴以生存的場(chǎng)所，但養(yǎng)分庫(kù)中的絕大部分營(yíng)養(yǎng)需經(jīng)土壤中微生物的分解和轉(zhuǎn)化才能被作物吸收和利用[3]。土壤微生物生物量是植物生長(zhǎng)可利用養(yǎng)分的一個(gè)重要指標(biāo)，參與有機(jī)質(zhì)的分解和腐殖質(zhì)的形成[4-5]。土壤微生物生物量碳、氮是衡量土壤肥沃程度的標(biāo)準(zhǔn)之一，對(duì)土壤的肥力起著巨大的作用，它可以及時(shí)地反映出土壤中微生物的活躍程度、土壤養(yǎng)分含量和分布情況等[6]。

施肥作為提高作物產(chǎn)量、改善土壤肥力的重要手段，對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和微生物生物量具有很大的影響。有研究表明，土壤微生物生物量與總氮輸入呈正相關(guān)[7]；短期施用無機(jī)肥對(duì)微生物量的影響有限，但長(zhǎng)期施用無機(jī)氮肥會(huì)導(dǎo)致土壤微生物活性降低[8-9]。因此，選擇合理的肥料用量對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境至關(guān)重要。目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)施肥對(duì)土壤微生物生物量的影響研究大多集中在農(nóng)田、草地或室內(nèi)，結(jié)果各不相同[10]。馬澤躍等[11]在探究施氮量對(duì)庫(kù)爾勒香梨園土壤微生物量的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，氮肥施用量在300kg/hm2時(shí)土壤微生物生物量最大，且氮肥施用過量會(huì)使微生物量的積累受到抑制。因此，本研究以10～12年生庫(kù)爾勒香梨園土壤為研究對(duì)象，通過在完全施氮基礎(chǔ)上進(jìn)行不同減氮梯度的大田試驗(yàn)，測(cè)定不同氮素水平下微生物生物量碳、氮含量及各項(xiàng)指標(biāo)的變化規(guī)律，確定最佳施氮濃度，為提高氮肥利用率和香梨產(chǎn)量、優(yōu)化施肥技術(shù)、實(shí)現(xiàn)香梨的科學(xué)管理與可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)區(qū)概況

本次試驗(yàn)研究地在新疆庫(kù)爾勒市阿瓦提農(nóng)場(chǎng)（86°07′12″E，41°40′28″N）。該地氣候?qū)贉貛Т箨懶詺夂?，冬季寒冷而干燥，夏季炎熱而多風(fēng)；年平均氣溫11℃；年降水量50～56mm，年最大蒸發(fā)量2800mm；年均日照時(shí)數(shù)2800～3000h，日照總輻射5700～6500MJ/cm2，有效積溫4100～4400℃，無霜期210～239d。試驗(yàn)開始前香梨園初始土壤pH值為7.86，各養(yǎng)分有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別為20.94g/kg、62.91mg/kg、63.95mg/kg、226.71mg/kg。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以10～12年生的庫(kù)爾勒香梨園土壤為材料，進(jìn)行生育期不同氮肥減量梯度的大田試驗(yàn)。株距2m，行距4m，每公頃1125株。選取長(zhǎng)勢(shì)相仿，未受病蟲害侵?jǐn)_的30株果樹掛牌標(biāo)記。設(shè)置6個(gè)施氮水平處理，分別為不施肥處理（N0P0K0）、不施氮肥處理（N0PK）、常規(guī)施肥處理（NPK，300kg/hm2）以及3個(gè)氮肥減量梯度處理（N1PK、N2PK、N3PK，分別較常規(guī)施肥用氮量減少10%、20%、30%），分別記為CK、N0、N、N1、N2、N3。每個(gè)施肥處理選5株香梨樹。羊糞選用半腐熟羊糞（全氮、全碳、全磷、全鉀含量分別為0.76%、18.52%、0.52%、0.45%），萌芽前期環(huán)狀溝施，一次性施入。氮肥選用含46%N的尿素，于萌芽前期基施60%，膨果前期追施40%。磷肥選用含46%P2O5的重過磷酸鈣、鉀肥選用含51%K2O的硫酸鉀，均采用環(huán)狀溝施的方法，在萌芽前期一次性全部施入。其他田間管理措施與當(dāng)?shù)叵嗤?。具體施肥量見表1。

1.3土樣采集與處理

2022年分別在香梨坐果期（6月6日）、膨果期（8月3日）、成熟期（9月6日）采集香梨園土壤樣品。每次隨機(jī)選取3棵果樹，在施肥溝兩側(cè)，去除地表凋落物后收集3個(gè)土層深度的土樣（0～20、20～40、40～60cm），對(duì)同層土壤樣品進(jìn)行初步破碎和混勻之后作為1個(gè)土壤樣品保存在自封袋中，放入盛有干冰的保鮮箱中運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。返回實(shí)驗(yàn)室后，土壤樣品在去除植物根系和大石塊后過篩（孔徑2mm）混勻，保存于4℃冰箱內(nèi)。1周內(nèi)完成土壤微生物量碳、氮的測(cè)定。

1.4測(cè)定方法

土壤有機(jī)碳含量（ωc′）采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測(cè)定；土壤全氮含量（ωN′）采用半微量凱氏法測(cè)定[12]；土壤微生物量碳含量（ωc）和土壤微生物量氮含量（ωN）采用熏蒸提取-容量分析法、熏蒸提取-茚三酮比色法測(cè)定[13]。

土壤微生物量碳含量（ωc）的計(jì)算公式：ωc=Ec/kEC，式中Ec為熏蒸與未熏蒸土壤有機(jī)碳含量的差值，k為轉(zhuǎn)換系數(shù)，取值0.38。

土壤微生物量氮含量（ωN）的計(jì)算公式：ωN=mEN。式中EN為熏蒸與未熏蒸土壤全氮含量的差值，m為轉(zhuǎn)換系數(shù)，取值5.00。

1.5數(shù)據(jù)處理與分析

用Excel2019對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用SPSS26.0進(jìn)行單因素方差檢驗(yàn)。單因素方差分析（One-wayANOVA）用最小顯著差異法（LSD）進(jìn)行不同處理間的方差分析和多重比較，顯著性水平設(shè)為0.05，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。在Genescloud平臺(tái)對(duì)產(chǎn)量、土壤理化性質(zhì)、土壤微生物量進(jìn)行相關(guān)性分析并作圖。

2結(jié)果與分析

2.1氮肥減量對(duì)庫(kù)爾勒香梨土壤微生物量碳含量（ωc）的影響

對(duì)庫(kù)爾勒香梨園坐果期、膨果期、成熟期土壤進(jìn)行微生物量分析。由表2可知，ωc的變化范圍為291.80～383.49mg/kg。在0～60cm土層中，整個(gè)生育期內(nèi)各處理后ωc隨土層深度的增加不斷降低（N處理膨果期除外）。

坐果期，0～20cm土層中，N處理后的ωc較N0處理增加了1.53%，但差異不顯著；N1、N2、N3處理后的ωc較N處理分別增加了1.65%、0.36%、0.93%，但各處理差異不顯著；由此說明，在0～20cm土層中，完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～30%對(duì)ωc增加有一定促進(jìn)效果，但影響不顯著。20～40cm土層中，N處理后的ωc較N0處理有所上升，但差異不顯著，說明施氮對(duì)ωc增加有一定的促進(jìn)作用，但效果不顯著；N1處理后的ωc較N處理增加了2.13%，N2、N3處理后的ωc較N處理分別下降了3.68%、4.91%，但各處理差異均不顯著；由此說明，在20～40cm土層中，完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～30%對(duì)ωc增加無顯著影響。40～60cm土層中，N處理后的ωc較N0處理增加了15.55%，差異顯著（P＜0.05），說明施氮能夠顯著提高ωc；N1、N2、N3處理后的ωc較N處理有不同程度的下降，其中N1、N2處理后ωc分別降低了3.19%、5.02%，與N處理間無顯著差異，N3降低了9.51%，與N處理間差異顯著（P＜0.05）；由此說明，在40～60cm土層中，完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～20%對(duì)ωc無顯著影響，減氮30%則會(huì)顯著抑制ωc增加。

膨果期，0～20cm土層中，N處理后的ωc較N0處理增加了6.84%，差異顯著（P＜0.05），說明施氮能夠顯著提高ωc；N1、N2、N3處理后的ωc較N處理分別降低了2.94%、5.63%、4.21%，其中N1、N3與N處理無顯著差異，N2處理與N處理差異顯著（P＜0.05）；由此說明，在0～20cm土層中，完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%或30%處理對(duì)ωc無顯著影響。20～40cm土層中，N處理后的ωc較N0處理增加了14.34%，差異顯著（P＜0.05），說明施氮能夠顯著提高ωc；N1、N2、N3處理后的ωc較N處理分別降低了7.46%、9.46%、11.11%，且均與N處理差異顯著（P＜0.05）；由此說明，在20～40cm土層中，完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～30%會(huì)顯著抑制ωc增加。40～60cm土層中，N處理后的ωc較N0處理增加了19.21%，差異顯著（P＜0.05），說明施氮能夠顯著提高ωc；N1、N2、N3處理后的ωc較N處理分別降低了5.43%、7.76%、13.53%，均與N處理差異顯著（P＜0.05）；由此說明，在40～60cm土層中，在完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～30%會(huì)顯著抑制ωc增加。

成熟期，0～20cm土層中，N處理后的ωc較N0處理增加了7.02%，差異顯著（P＜0.05），說明施氮能夠顯著提高ωc；N1處理后的ωc較處理增加了0.32%；N2、N3處理后的ωc較N處理分別降低了2.86%、6.25%；N3與N處理差異顯著（P＜0.05），其余各處理無顯著差異；由此說明，在0～20cm土層中，完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～20%對(duì)ωc無顯著影響，而減氮30%則顯著抑制ωc的增加。20～40cm土層中，N處理后的ωc較N0處理增加了2.79%，但差異不顯著；N1處理后的ωc較N處理增加了3.54%，N2、N3處理后的ωc較N處理分別下降了0.38%、2.53%，均與N處理差異不顯著；由此說明，在20～40cm土層中，在完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～30%對(duì)ωc無顯著影響。40～60cm土層中，N處理后的ωc較N0處理增加了5.90%，差異顯著（P＜0.05），說明施氮能夠顯著提高ωc；N1處理后的ωc較N處理增加了1.20%，N2、N3處理后的ωc較N處理分別下降了1.98%、2.22%，但處理間差異不顯著；由此說明，在40～60cm土層中，在完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～30%對(duì)ωc無顯著影響。

2.2氮肥減量對(duì)庫(kù)爾勒香梨微土壤生物量氮含量（ωN）的影響

由表3可知，土壤微生物量氮含量（ωN）隨土層深度的增加整體表現(xiàn)出逐漸遞減的趨勢(shì)。

坐果期，0～20cm土層中，N處理后的ωN較N0處理增加了18.35%，差異顯著（P＜0.05），說明施氮能夠顯著提高ωN；N1、N2、N3處理后的ωN較N處理分別降低了4.50%、8.63%、7.93%，但各處理與N處理差異不顯著；由此說明，在0～20cm土層中，在完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～30%對(duì)ωN的增加有一定抑制作用，但影響不顯著。20～40cm土層中，N處理后的ωN較N0處理增加了17.05%，差異顯著（P＜0.05），說明施氮能夠顯著提高ωN；N1處理后的ωN較N處理增加了2.35%；N2、N3處理后的ωN較N處理分別降低了15.28%、3.22%，N2與N處理差異顯著（P＜0.05）；由此說明，在20～40cm土層中，完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%和30%對(duì)ωN無顯著影響，而減氮20%顯著抑制了ωN的增加。40～60cm土層中，N處理后的ωN較N0處理增加了13.47%，差異顯著（P＜0.05），說明施氮能夠顯著提高ωN；N1處理后的ωN與N處理相比增加了0.46%，無顯著差異；N2、N3處理后的ωN與N處理相比分別降低了12.73%、10.77%，與N處理差異顯著（P＜0.05）；由此說明，在40～60cm土層中，完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%對(duì)ωN的增加有一定促進(jìn)作用，但影響不顯著，而減氮20%～30%則會(huì)顯著抑制ωN的增加。

膨果期，0～20cm土層中，N處理后的ωN較N0處理增加了19.04%，差異顯著（P＜0.05），說明施氮能夠顯著提高ωN；N1、N2、N3處理后的ωN較N處理分別降低了3.17%、12.32%、12.06%，其中N1處理與N處理無顯著差異，N2、N3與N處理差異顯著（P＜0.05）；由此說明，在0～20cm土層中，完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%對(duì)ωN無顯著影響，減氮20%～30%則會(huì)顯著抑制ωN的增加。20～40cm土層中，各處理間均無顯著差異。40～60cm土層中，N處理后的ωN較N0處理增加了17.98%，差異顯著（P＜0.05），說明施氮能夠顯著提高ωc；N1處理后的ωN較N處理增加了0.13%，N2、N3處理后的ωN較N處理降低了4.03%、9.36%；N3與N處理差異顯著（P＜0.05），N1、N2處理與N處理差異不顯著；由此說明，在40～60cm土層中，在完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～20%對(duì)ωN影響不顯著，而減氮30%則會(huì)顯著抑制ωN的增加。

成熟期，0～20cm土層中，N處理后的ωN較N0處理增加了21.22%，差異顯著（P＜0.05），說明施氮能夠顯著提高ωN；N1、N2、N3處理后的ωN較N處理有不同程度的下降；其中N1、N2處理后的ωN較N處理分別降低了5.99%、12.58%，但均與N處理無顯著差異；N3處理后的ωN較N處理降低了20.23%，與N處理間差異顯著（P＜0.05）；由此說明，在0～20cm土層中，在完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～20%對(duì)ωN無顯著影響，減氮30%則會(huì)顯著抑制ωN的增加。20～40cm土層中，N處理后的ωN較N0處理有所上升，但差異不顯著，說明施氮對(duì)ωN有一定的促進(jìn)作用，但影響不顯著；N1處理后的ωN較N處理增加了6.16%，N2、N3處理后的ωN較N處理分別降低了8.64%、12.86%；N3與N處理間差異顯著（P＜0.05），N1、N2處理與N處理間差異不顯著；由此說明，在20～40cm土層中，在完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～20%對(duì)ωN無顯著影響，而減氮30%則顯著抑制ωc的增加。40～60cm土層中，各處理間無顯著差異。

2.3氮肥減量對(duì)庫(kù)爾勒香梨土壤微生物量碳氮含量比（ωc︰ωN）的影響

由表4可知，隨著土層深度的增加，各處理后的ωc︰ωN整體表現(xiàn)為遞增趨勢(shì)（坐果期N0處理除外）。坐果期，0～20cm土層中，N處理后的ωc︰ωN最低，N0處理后的ωc︰ωN最高；N處理后的ωc︰ωN與N0處理相比降低了13.70%，差異顯著（P＜0.05），說明施氮會(huì)顯著降低ωc︰ωN；與N處理相比，減氮各處理后的ωc︰ωN與N處理相比均有所上升，但處理間差異不顯著，說明在完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～30%對(duì)ωc︰ωN無顯著影響。20～40cm土層中，N處理后的ωc︰ωN與N0處理相比降低了10.70%，差異顯著（P＜0.05），說明施氮會(huì)顯著抑制ωc︰ωN；與N處理相比，N1、N3處理后的ωc︰ωN與N處理相比分別下降了0.17%、1.50%，但均與N處理無顯著差異；N2處理后的ωc︰ωN與N處理相比增加了13.98%，差異顯著（P＜0.05）；由此說明，在20～40cm土層中，在完全施氮基礎(chǔ)上減氮20%會(huì)顯著促進(jìn)ωc︰ωN，而減氮10%和30%對(duì)ωc︰ωN無顯著影響。在40～60cm土層中，N處理后的ωc︰ωN與N0處理相比增加了1.94%，差異不顯著，說明施氮會(huì)提高ωc︰ωN，但影響不顯著；N1處理后的ωc︰ωN與N處理相比有所上升，N2、N3處理后的ωc︰ωN與N處理相比有所下降，各處理間差異均不顯著；由此說明，在40～60cm土層中，在完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～30%對(duì)ωc︰ωN無顯著影響。膨果期各處理間差異不顯著。成熟期，0～60cm土層中N0、N1、N2、N3處理與N處理間均無顯著差異，說明不施氮或者在完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～30%對(duì)ωc︰ωN均無顯著影響。

2.4氮肥減量對(duì)庫(kù)爾勒香梨土壤微生物量碳熵（qC）的影響

從表5中可以看出，隨著土層深度的增加，各處理后的qC整體表現(xiàn)為上升趨勢(shì)。

坐果期，0～20cm土層中，施肥各處理間差異均不顯著。20～40cm土層中，N處理后的qC與N0處理相比下降了5.74%，但差異不顯著，說明施氮對(duì)qC無顯著影響；N1、N2、N3處理后的qC與N處理相比均有所上升；N1、N2處理后的qC與N處理相比分別增加了2.42%、8.09%，但無顯著差異；N3處理與N處理相比增加了11.56%，差異顯著（P＜0.05）；由此說明，在20～40cm土層中，完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～20%對(duì)qC影響不顯著，而減氮30%能夠顯著提高qC。40～60cm土層中，N處理后的qC與N0處理相比增加了20.05%，差異顯著（P＜0.05），說明施氮會(huì)顯著提高qC；N1、N2、N3處理后的qC與N處理相比分別降低了30.39%、26.53%、21.68%，且均與N處理間差異顯著（P＜0.05）；由此說明，在40～60cm土層中，完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～30%對(duì)qC有顯著抑制作用。

膨果期，0～20cm土層，N處理后的qC與N0處理相比增加了5%，但處理間差異不顯著，說明施氮對(duì)qC無顯著影響；N1、N2、N3處理后的qC與N處理間差異不顯著；由此說明，在0～20cm土層中，完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～30%對(duì)qC無顯著影響。20～40cm土層中，N處理后的qC與N0處理相比增加了10.56%，但處理間無顯著差異，說明施氮對(duì)qC有一定促進(jìn)效果，但影響不明顯；N3處理后的qC與N處理相比增加了16.38%，差異顯著（P＜0.05）；N1、N2處理后的qC與N處理相比分別降低了10.10%、6.19%，無顯著差異；由此說明，在20～40cm土層中，完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～20%對(duì)qC無顯著影響，而減氮30%會(huì)顯著提高qC。40～60cm土層中，N處理后的qC與N0處理相比增加了31.51%，差異顯著（P＜0.05），說明施氮能顯著提高qC；N3處理后的qC與N處理相比增加了2.66%，但差異不顯著；N1、N2處理后的qC與N處理相比分別降低了31.83%、21.24%，且差異顯著（P＜0.05）；由此說明，在40～60cm土層中，完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～20%會(huì)顯著抑制qC，而減氮30%對(duì)qC無顯著影響。

成熟期，0～20cm土層中，N處理后的qC與N0處理相比有所上升，但差異不顯著，說明施氮對(duì)qC無顯著影響；各減氮處理后的qC與N處理相比差異均不顯著；由此說明，在0～20cm土層中，完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～30%對(duì)qC無顯著影響。20～40cm土層中，N處理后的qC與N0處理相比差異不顯著，說明施氮對(duì)qC影響不顯著；N1、N3處理后的qC與N處理相比分別增加了4.80%、11.37%，其中N3處理與N處理差異顯著（P＜0.05）；N2處理后的qC與N處理相比降低了10.49%，差異顯著（P＜0.05）；由此說明，在20～40cm土層中，完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%對(duì)qC無顯著影響，減氮20%則會(huì)顯著抑制qC，減氮30%則會(huì)顯著促進(jìn)qC。40～60cm土層，N處理后的qC與N0處理相比差異不顯著，說明施氮對(duì)qC影響不顯著；N1、N2處理后的qC與N處理相比降低了10.69%、4.43%，其中N1處理與N處理差異顯著（P＜0.05）；N3處理后的qC與N處理相比增加了11.30%，差異顯著（P＜0.05）；由此說明，在40～60cm土層中，完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%顯著抑制了qC，而減氮20%對(duì)qC無顯著影響，減氮30%對(duì)qC促進(jìn)效果顯著。

2.5氮肥減量對(duì)庫(kù)爾勒香梨土壤微生物量氮熵（qN）的影響

由表6可知，0～60cm土層中，在坐果期N處理后qN較N0處理有不同程度上升，膨果期、成熟期N處理后qN較N0處理有不同程度的下降，但各處理間無顯著差異，說明施氮對(duì)qN影響不顯著。各減氮處理后qN較N處理有不同程度上升或下降，但差異均不顯著，說明完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～30%對(duì)qN無顯著影響。

2.6氮肥減量對(duì)庫(kù)爾勒香梨產(chǎn)量的影響

由圖1可知，與N0處理相比，各施肥處理產(chǎn)量較其有不同程度的上升，其中完全施氮處理較N0處理顯著增加了79.54%（P＜0.05）。在完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%、20%、30%，香梨產(chǎn)量也隨之降低，整體表現(xiàn)為N＞N1＞N2＞N3。其中N3處理較完全施氮處理顯著降低24.91%（P＜0.05），其余處理間無顯著差異。因此說明，施氮能夠顯著增加香梨產(chǎn)量，且在完全施氮基礎(chǔ)上減氮10%～20%對(duì)其產(chǎn)量變化無顯著影響，但減氮30%則會(huì)顯著降低庫(kù)爾勒香梨產(chǎn)量。

2.7產(chǎn)量、土壤理化性質(zhì)與微生物量的相關(guān)性分析

相關(guān)性分析表明（圖2），ωc與ωN、ωc′、ωN′呈極顯著正相關(guān)，與qN呈顯著負(fù)相關(guān)，與ωc∶ωN呈極顯著負(fù)相關(guān)；ωN與ωc′呈顯著正相關(guān)，與ωN′呈極顯著正相關(guān)，與ωc∶ωN呈極顯著負(fù)相關(guān)；ωc∶ωN與ωN′呈極顯著負(fù)相關(guān)；qC與ωc′呈極顯著負(fù)相關(guān)；qN與ωN′呈極顯著負(fù)相關(guān)；ωc′與ωN′呈顯著正相關(guān)。香梨產(chǎn)量與ωc∶ωN、ωc′呈顯著正相關(guān)，與ωc、ωN、qN、ωN′呈極顯著正相關(guān)。由此說明，ωc、ωN的變化均與ωc′、ωN′的變化有關(guān)，且存在動(dòng)態(tài)依存關(guān)系。通過施肥可以顯著提高ωc′和ωN′的，從而提升ωc和ωN。

3討論

3.1氮肥減量對(duì)庫(kù)爾勒香梨園土壤微生物量含量（ωc、ωN）的影響

土壤微生物量碳、氮是土壤碳素和氮素的重要來源，同時(shí)也具有較高的生物活性；其消長(zhǎng)水平反映土壤微生物利用土壤碳、氮源合成自身物質(zhì)并大量繁殖的程度[14]。本研究中微生物量碳、氮含量變化趨勢(shì)基本一致，均表現(xiàn)為隨土層深度的增加呈不斷下降趨勢(shì)，這與前人研究結(jié)果相似[15-16]。主要原因是土壤表層枯落葉層有豐富的微生物，水熱條件與養(yǎng)分物質(zhì)優(yōu)于礦質(zhì)土層，使得土壤中的微生物活性較高；隨著土層深度的增加，土壤中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少，通透性減弱，從而抑制了微生物活性，導(dǎo)致ωc和ωN下降[17]。各處理后的ωc、ωN在膨果期含量最高，因?yàn)槔鏄湓谕⑸L(zhǎng)階段對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求量增大，促進(jìn)了土壤中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解與代謝[11]，這與郭萍等[18]在研究不同施肥處理在整個(gè)苗木的生命過程（還苗期—旺長(zhǎng)期）中發(fā)現(xiàn)微生物數(shù)量均在增加，且在旺長(zhǎng)期達(dá)到最大的研究結(jié)果相似。本試驗(yàn)研究表明，與N處理（完全施氮）相比，N2、N3（減氮20%、30%）處理后的ωc、ωN在整個(gè)生育期0～60cm土層中有顯著降低。陳旸[19]在研究不同施肥處理對(duì)水稻土壤微生物量的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)單施化肥能增加ωc；王晶等[20]研究發(fā)現(xiàn)施用化肥的土壤微生物量顯著高于不施用化肥組；這與本試驗(yàn)結(jié)果相似。長(zhǎng)期合理施用氮肥能夠增加作物光合作用產(chǎn)物向地下資源的分配，增加根系生物量及分泌物，使得供給土壤微生物同化和利用的氮源充足，這也可能是造成微生物量碳、氮含量增加的原因之一[21]。但也有人研究結(jié)果不同。Glendining等[22]在英國(guó)洛桑進(jìn)行的長(zhǎng)期肥料試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期施用無機(jī)氮肥并未顯著改變土壤微生物生物量，這可能與該地區(qū)長(zhǎng)期配施堿石灰以及土壤碳素供應(yīng)狀況有關(guān)；孫鳳霞等[23]研究也表明長(zhǎng)期單施化肥下紅壤的ωc和ωN最低，可能是由于紅壤本身pH值較低，單施化肥使土壤酸化從而影響土壤微生物的活性[24]；陳燕等[25]在探究施氮對(duì)油樹林可溶性糖及微生物量的影響時(shí)認(rèn)為與不施氮處理相比，施氮處理后土壤微生物量顯著降低的原因可能是添加氮后油樹林可利用狀況在森林系統(tǒng)中得到了改善，植物為了降低自身在地下資源的分配，會(huì)減少根系的生長(zhǎng)及活性物質(zhì)的釋放，因此導(dǎo)致微生物生長(zhǎng)受到限制，土壤微生物量降低[26]。

3.2氮肥減量對(duì)庫(kù)爾勒香梨土壤微生物量碳氮含量比（ωc︰ωN）的影響

土壤微生物量碳氮含量比（ωc︰ωN）可以反映土壤微生物群落結(jié)構(gòu)特征和氮素有效性[27]。本試驗(yàn)中，ωc︰ωN僅在坐果期0～40cm土層中有顯著變化，其中N處理后的ωc︰ωN值顯著低于N0處理。在20～40cm土層中，N2處理后的ωc︰ωN值較N處理顯著增加了13.98%，N1、N3處理較N處理無顯著影響。因?yàn)樘嫉鹊陀欣谖⑸镌谟袡C(jī)質(zhì)分解過程中的養(yǎng)分釋放，促進(jìn)土壤中有效氮的增加[27]，因此N1、N3的處理（減氮10%、30%）對(duì)植物生長(zhǎng)更有利。趙彤等[28]研究結(jié)果表明黃土高原丘陵區(qū)4種不同植被類型對(duì)ωc︰ωN值有影響，都在7～11范圍內(nèi)；王利利等[29]在探究不同碳氮比對(duì)有機(jī)農(nóng)業(yè)土壤微生物生物量的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)碳氮比為10～15時(shí)，土壤氮素有較高的生物有效性，對(duì)氮素利用率的提升效果更好。還有研究表明，真菌需要的碳素比細(xì)菌需要的碳素高；當(dāng)土壤中輸入的氮素過多時(shí)土壤微生物群落會(huì)從真菌群落主導(dǎo)而變成細(xì)菌群落主導(dǎo)，因此真菌碳氮比一般為4～15，細(xì)菌碳氮比一般在3～5[30-31]。本研究結(jié)果顯示，各處理下ωc︰ωN范圍為9～14，說明本試驗(yàn)地庫(kù)爾勒土壤微生物群落中真菌為優(yōu)勢(shì)種，這一結(jié)果與馬澤躍等[11]在探究施氮量對(duì)庫(kù)爾勒香梨微生物量的影響時(shí)一致。土壤微生物群落組成變化影響土壤微生物量碳氮比；土壤微生物在其代謝過程中固持碳的同時(shí)必然吸收部分氮，以形成細(xì)胞體和維持生命活動(dòng)；固持碳和吸收氮的相對(duì)比例受土壤中碳和養(yǎng)分供應(yīng)特性的影響[19]。

3.3氮肥減量配施有機(jī)肥對(duì)土壤微生物量碳、氮利用效率的影響

土壤微生物碳熵（qC）是指土壤微生物生物量碳占土壤總有機(jī)碳的百分比（ωc︰ωc′），一般范圍在0.3%～7.0%[32]。本研究發(fā)現(xiàn)，施氮會(huì)一定程度影響香梨在0～60cm土層中整個(gè)生育期的qC，且N3處理（減氮30%）對(duì)qC的促進(jìn)效果最顯著，而N1、N2處理（減氮10%、20%）對(duì)qC的抑制效果顯著。由此說明，減氮30%更能提高土壤微生物對(duì)碳的利用率。qN可表征微生物對(duì)土壤有效氮素的利用效率及ωN對(duì)土壤氮庫(kù)的貢獻(xiàn)率，是反映土壤養(yǎng)分中生物有效性和合理利用的重要指標(biāo)[33]。本研究結(jié)果顯示，各處理下qN值介于3.12%～4.93%，且影響效果均不顯著，這與Moore等[34]發(fā)現(xiàn)qN不受氮肥施用量的影響和藍(lán)賢瑾等[35]發(fā)現(xiàn)有機(jī)和無機(jī)配施提高了土壤微生物氮熵但影響不顯著的研究結(jié)果類似。然而，也有研究結(jié)果與本試驗(yàn)結(jié)果不同，認(rèn)為施氮可以促進(jìn)土壤碳、氮的利用效率，這可能是因?yàn)槭艿讲煌┓侍幚怼⑼寥李愋?、耕作措施以及土壤理化性質(zhì)的共同影響導(dǎo)致的差異[36-38]。

3.4氮肥減量配施有機(jī)肥對(duì)香梨產(chǎn)量及其相關(guān)性的影響

本研究結(jié)果表明，施氮顯著增加了庫(kù)爾勒香梨產(chǎn)量，且在完全施氮基礎(chǔ)上進(jìn)行不同梯度減氮會(huì)導(dǎo)致香梨產(chǎn)量逐漸下降。郭廣正等[39]在研究施肥對(duì)杧果產(chǎn)量的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)量和收益隨化肥減量比例（10%、20%、30%）的增加而降低，這與本試驗(yàn)結(jié)果趨勢(shì)基本一致。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，在完全施氮（300kg/hm2）基礎(chǔ)上減氮10%～20%對(duì)香梨產(chǎn)量影響效果不顯著，而減氮30%則顯著降低香梨產(chǎn)量。這可能是因?yàn)檫^量減氮導(dǎo)致植物的根系發(fā)育不良，根系數(shù)量減少，根系生長(zhǎng)受阻，從而影響植物對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收，最終導(dǎo)致產(chǎn)量降低。在產(chǎn)量與土壤微生物生物量的相關(guān)性分析中，香梨產(chǎn)量與ωc︰ωN、ωc′呈顯著正相關(guān)，與ωc、ωN、qN、ωN′呈極顯著正相關(guān)，說明土壤微生物量及養(yǎng)分含量的增加與香梨產(chǎn)量息息相關(guān)，它們之間存在著動(dòng)態(tài)依存關(guān)系。

本研究對(duì)于施氮對(duì)庫(kù)爾勒香梨園土壤微生物量的研究時(shí)間較短，暫不了解長(zhǎng)期施氮下土壤微生物量碳、氮變化是否一致，具有一定局限性。因此后續(xù)將繼續(xù)開展該試驗(yàn)，并配施有機(jī)肥，觀察有機(jī)肥替代下氮肥利用率的變化和微生物群落組成差異，為香梨園高效利用氮肥，保證果樹穩(wěn)產(chǎn)提供依據(jù)。

4結(jié)論

在整個(gè)生育期內(nèi)減氮20%～30%施肥對(duì)ωc、ωN的抑制作用較為顯著；減氮20%時(shí)坐果期的ωc︰ωN值較高；在坐果期、膨果期的20～40cm土層和成熟期40～60cm土層中減氮30%對(duì)qC有顯著促進(jìn)作用，但會(huì)顯著降低庫(kù)爾勒香梨產(chǎn)量；各處理對(duì)qN的影響效果均不顯著；產(chǎn)量與ωc︰ωN、ωc′呈顯著正相關(guān)，與ωc、ωN、qN、ωN′呈極顯著正相關(guān)。因此，在庫(kù)爾勒香梨種植中，應(yīng)適量控制氮素的供給。綜合考慮減氮施肥對(duì)土壤微生物量與產(chǎn)量的影響，推薦10～12年生庫(kù)爾勒香梨適宜的氮肥用量為240～270kg/hm2，即完全施氮（300kg/hm2）基礎(chǔ)上減氮10%～20%。