施肥对潮棕壤有机氮的影响及残留形态分布

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为研究长期施肥下土壤有机氮组分的变化,并探究外源氮在土壤有机氮库中的转化及对有机氮各组分的贡献,本研究以中国科学院沈阳应用生态实验站的长期定位试验为平台,首先确定长期不施肥(CK)、单施循环猪圈肥(M)、单施化肥(NPK)、化肥配施循环猪圈肥(NPK+M)的土壤有机氮组分的年际变化规律;同时利用CK、NPK、NPK+M三个不同肥力土壤,进行小麦盆栽试验,在每种土壤上分别进行不同施肥处理(15N标记肥):不施肥(NF)、单施化肥(N)、化肥配施秸秆(N+S)、化肥配施猪粪(N+M)(其中N+S和N+M采用交叉标记技术),分析土壤有机氮各组分含量及15N丰度得到以下结果:  根据长期定位试验土壤样品可知,自1990年至2015年,不同施肥模式下土壤有机氮组分呈现不同的变化,其中酸解有机氮整体上表现为逐渐增加的趋势;M与NPK+M处理的氨基酸态氮也呈逐年上升趋势,而CK和NPK处理的氨基酸态氮出现持续下降。从整个试验过程看出(自1990到2015年平均值),NPK处理的酸解铵态氮提高幅度较大,比CK增加了31.09%;在有机肥施加的两处理中(M和NPK+M)土壤有机氮各组分均有所提高。与M处理相比,NPK+M处理的土壤有机氮各组分提高的幅度显著,这说明有机无机配施能有效提高土壤有机氮,增强土壤供氮能力,提高土壤的肥力水平。  从小麦盆栽试验可以看出,同一施肥处理对有机氮各组分的影响因土壤肥力而异。在NPK+M土壤中,施肥对酸解铵态氮、氨基酸态氮、氨基糖态氮的影响不显著;而在CK和NPK土壤中,施肥对有机氮各组分影响均较大。总体上看,施用有机肥对提高有机氮各组分含量的效果优于无机肥。  进一步追踪施入的15N标记物的去向,可以得出无机肥以酸解有机氮和非酸解氮形态的残留率较低,仅在23.48%左右,而有机物料的残留率在69.73%左右,说明有机肥在土壤肥力保持上效果较好。根据两组交叉标记的结果,化肥氮在酸解有机氮中主要转化为酸解铵态氮和酸解未知氮,而有机物料主要转化为氨基酸态氮和酸解未知氮。  从整体上看,施肥普遍提高了酸解有机氮及非酸解氮的含量,化肥与有机肥配施处理中酸解铵态氮、酸解未知氮和非酸解氮均有较大幅度提升,且无机肥在易矿化氮库中残留率增加,有机物料主要在难矿化氮库中残留,表明有机无机配施效果最佳,对土壤保氮供氮能力有极好的提升。
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