長期施用不同肥料的土壤有機氮組分變化特征試驗研究

劉芳芬

摘 要 氮作為限制農作物生長的重要因子，其在土壤中存在的形態主要是有機氮。土壤中無機氮的維持需要依靠有機氮，事實上有機氮基本不能被植物直接吸收，其必須經過礦化作用才能夠變成可被吸收的無機氮。基于此，主要探析長期施用不同肥料的土壤有機氮組分變化特征，為相關工作人員和研究人員的工作和研究提供參考。

關鍵詞 施肥;土壤有機氮組分;變化特征

中圖分類號：S158 文獻標志碼：A 文章編號：1673-890X（2015）27--02

目前的研究表明，有機肥能夠有效提升土壤中有機氮的含量，然而有機肥種類不同其具有的理化性質也有著顯著差異，施用有機肥而增多的有機氮其組分比例也存在著明顯差異，而此對土壤氮素的有效性有著直接的影響[1]。本次研究選取耕層土壤進行了為期30 a的定位試驗研究，選擇Bremner有機氮分級方法，探究長期施用不同肥料對土壤有機氮組分變化造成的影響。

1 材料與方法

1.1 研究對象

本次研究土壤來自某地長期肥力監測試驗田，試驗地點年平均溫度是19.6 ℃，年平均降雨量是1.4 m。選取土壤為種植水稻的水稻土，該土在酸性花崗巖母質中發育而成。本次研究于1985年開始，按照稻草與化肥配施、牛糞與化肥配施、單施化肥及不施肥4種方式進行土壤處理，并且要求單一處理方式做3次反復處理，以確保處理的有效性。試驗小區的面積為15 m2，4種處理方式按照隨機方式在4個小區中進行排序。小區土壤上種植的農作物均為水稻，研究的第1階段（1984-2005年）小區內農作物的輪作方式為一年兩季冬季為休耕，研究的第2階段（2006-2014年）小區內農作物的輪作方式是一年一季之后休耕。

1.2 處理方法

研究中土壤做不同處理時采用的化肥品種與數量完全相同，每茬水稻施用有機肥中氮的含量為103.6 kg/hm2，磷的含量為27.1 kg/hm2、鉀的含量為135.1 kg/hm2。供試化肥則是氯化鉀、過磷酸鈣和尿素，氯化鉀與尿素1/2用做基肥，1/2用做分蘗期施肥，而過磷酸鈣只作基肥使用。化肥與牛糞配施處理方式是于每季水稻種植之前取牛糞3 760 kg/hm2作為干基，化肥和稻草配施處理方式則要求把農田的稻草還田，稻草全部還田[2]。

1.3 樣品采集和制備

2014年6月，在開始種植水稻之前，在試驗小區耕層采集土壤樣品，要求的取樣深度是15 cm以內。小區內采集土壤樣品呈“S”型采集，按照隨機法采集，采集樣品數為6個，樣品采集完之后，將6個樣品充分混勻之后，重新分成6份，取其中一份作為研究樣本。采集完樣本，要及時將土壤樣本帶入試驗室進行風干處理。樣本處理要盡量碾壓成細小顆粒，以過200目網篩為準。土壤樣品制備完成，則開始進行有機氮組分檢測。

1.4 分析方法

土壤的理化性質測試采用土壤農化分析方法，土壤有機氮組分分析使用Bremner有機氮分級方法。非酸解氮、氨基糖氮和未知態氮行差減法;氨基酸氮行茚三酮氧化、磷酸-硼砂緩沖液蒸餾法測定;氨+氨基糖氮行磷酸-硼砂緩沖液蒸餾法測定;氨態氮行MgO氧化蒸餾法測定;酸解性氮行凱氏法測定。

1.5 數據處理

本次研究中所有試驗數據均采用軟件Origin 9.0與SPSS 18.0做統計學處理。

2 結果與分析

研究表明，化肥和不同種有機肥配施，均對土壤中有機氮有提升作用，且在各組分中所占比例存在較為顯著差異，也即于非酸解性氮與酸解性氮分配比例中存在顯著差異。經過NPKM處理，土壤通過增加酸解性氮提升了其有機氮含量，經過化肥和稻草施配處理，土壤通過增加非酸解性氮提升了氮含量[3]。

3 結論與討論

3.1 結論

本次研究表明，土壤內有機氮存在形態為酸解性氮，土壤施用多種肥料后酸解性氮在土壤中總氮含量占比為68.1%～82.0%;其中因長期肥料施用造成有機氮增加中非酸解性氮與酸解性氮兩者占比對等。化肥和不同種有機肥配施，均對土壤中有機氮的提升作用，于非酸解性氮與酸解性氮分配比例中存在顯著差異;土壤進行長期施肥，可以有效提升土壤中未知態氮和氨基酸氮的含量，卻無法對酸解性總氮各組分比例造成影響，施肥處理都符合氨基糖氮<氨基酸氮<氨態氮<未知態氮。

3.2 討論

化肥與有機肥配施對土壤中有機氮組分特征的影響機制分為兩種。

一種是有機肥中的養分造成土壤有機氮組分發生直接變化。畜禽糞便類有機肥含有較高的多糖、蛋白質、縮氨酸和脂肪酸，有機肥進入土壤中可經微生物直接對有機氮的組分結構造成影響。土壤有機氮并不完全受畜禽糞便類有機肥影響，其中芳香環物質則免疫其影響作用，但在實踐中，畜禽糞便類有機肥的使用顯著提高了土壤蛋白質、脂肪酸和氨基酸的含量。秸稈類有機肥中半纖維素、纖維素和木質素含量分別為9.28%～17.69%、18.01%～22.59%、34.63%～41.49%。以上成分被稱為難礦化的有機質，而秸稈有類有機肥進入土壤中依然對有機質含量有著提高作用。

另一種是經土壤微生物“礦化-同化”作用改變土壤中有機氮組分結構。畜禽糞便和秸稈類有機肥的C/N等性質有著明顯差異，進入土壤中能夠對土壤微域環境的C/N起到改善作用。低C/N下，微生物受限于碳產生生長抑制，發生無機氮的同化量也較小;高C/N下，微生物受限于氮產生生長抑制，則導致礦化氮素快速發生同化。無機氮被微生物同化，其在易礦化和難礦化有機氮庫的分配比例存在差異，故而能夠對有機氮組分結構造成影響。

本次研究中稻草與牛糞作為有機肥施用為土壤增加的鉀、磷等元素在分量上的差異顯著，而這也正是稻草或牛糞與化肥配合施用造成土壤中有機氮增加在各組分中所占比例不同的重要原因。長時間進行不同肥料施用能夠有效提升未知態氮與氨基酸氮的含量，卻不能影響各組中酸解性總氮占比的大小排序，不同肥料施用后各組土壤樣品酸解性總氮占比排序為氨基糖氮<氨基酸氮<氨態氮<未知態氮，而這也與塿土、棕壤、黑土等多種土壤類型的相關研究結果存在顯著差異。由此表明，土壤類型是影響土壤中有機氮組分變化的一個重要因素，另外相同類型土壤行多種種植制度研究中土壤中總氮組分也存在著顯著差異。

參考文獻

[1]田桂華.利用率以及土壤供氮特性的影響分析施用有機—無機肥料對水稻產量和氮肥[J].科技致富向導，2014（1）：51-51.

[2]徐秋桐，邱志騰，章明奎.生物質炭對不同pH 土壤中碳氮磷的轉化與形態的影響[J].浙江大學學報，2014（3）：303-313.

[3]楊艷菊，王改蘭，張海鵬，等.長期施用不同肥料對栗褐土有機磷組分的影響[J].土壤，2013，45（3）：426-429.

（責任編輯：劉昀）