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土壤有机碳的矿化是调节生态系统营养循环和全球碳循环的重要过程,其导致的温室气体排放直接影响着土壤与大气之间的碳素平衡和全球气候变化。农田土壤由于受到人类生产活动的影响,土壤有机碳含量和形态处在不断的变化之中,是全球碳库中的最活跃部分之一,因而备受关注。在农田土壤中,除了土壤本身含有的内源有机碳,以各种形式进入土壤的有机物料,如秸秆、残茬、粪肥、绿肥等也是有机碳的重要来源,可称为外源有机碳。农田土壤大量使用无机氮肥,但是无机氮对于土壤有机碳分解的作用一直存在争议,并且无法区分土壤内源和外源有机碳的分解和矿化。本试验采用C4物料-C3土壤的天然13C-同位素标记技术,设置了六个处理：对照土壤(Control),添加无机N素(MIN),添加C4蔗糖(SUC),添加蔗糖+N素(SUC+MIN),添加C4秸秆(MS),添加秸秆+N素(MS+MIN),进行土壤培养试验,研究了无机N对于农田土壤内外源有机碳矿化的影响。结果发现,单独施用无机N的处理(MIN)土壤的累积矿化量与对照没有差异,而添加外源有机碳的处理(SUC和MS)土壤内源有机碳的矿化量显著高于对照。无机N与蔗糖一起施用(SUC+MIN)导致的土壤内源有机碳矿化量显著高于单独添加蔗糖(SUC),体现了N素对于土壤有机碳分解的激发效应。无机N与秸秆(SUC+MS)一起施用导致的外源有机碳(即秸秆)矿化量显著高于单独添加秸秆(MS),体现了N素对于秸秆分解的激发效应。同时,利用荧光标记底物(MUF-substrates)分析比较了不同处理中三种参与有机碳分解的胞外酶活性,其中β-葡萄糖苷酶和纤维二糖酶与纤维素分解相关,木聚糖酶与半纤维素分解相关。与有机碳分解相关的结果发现,单独添加无机N (MIN)显著降低了木聚糖酶的活性,增加了β-葡萄糖苷酶和纤维二糖酶的活性。添加外源有机碳的处理能显著增加了β-葡萄糖苷酶和纤维二糖酶,而且秸秆处理(MS)对酶活性的增加幅度大于蔗糖处理(SUC)。无机N与外源有机碳一起添加,与单独添加有机碳相比,β-葡萄糖苷酶和纤维二糖酶活性有增加趋势,而木聚糖酶活性显著降低。综上所述,单独施用无机N不影响土壤有机碳的分解,无机N与秸秆一起施用能增加秸秆的分解,与可溶性糖一起施用能增加土壤有机碳的分解,产生正的激发效应。鉴于与纤维素分解的两种酶活性的增加,可以认为,无机N对于有机碳分解的这种促进作用是增加纤维素的分解造成的。因此,N素的添加能增加纤维素的分解,有利于比纤维素更容易分解的那部分有机碳的分解和矿化,从而增加土壤中养分的供给；同时,N素的田间会减缓半纤维素和木质素等难分解有机碳的分解和转化,又有利于土壤中有机碳的固持和积累。