马军花 武兰芳 陈浩

摘    要：对不同施肥量条件下土壤可溶性有机碳氮组分进行研究，结果表明：施肥量改变对土壤溶解性有机碳、热水溶性有机碳的影响较小，在整个采样期间溶解性有机碳组分的趋势一致但含量差异不显著（P>0.05）;施肥量改变对土壤溶解性有机氮、热水溶性有机氮的影响高于相应碳组分，增量施肥的溶解性有机氮和热水溶性有机氮含量总体上高于其他处理，这些差异在大部分采样时刻均达到差异显著水平（P<0.05）。

关键词：减量施肥;热水溶性有机碳;热水溶性有机碳氮

文章编号：1005-2690（2021）17-0030-02       中国图书分类号：S155       文献标志码：B

土壤可溶性有机碳氮包括溶解性有机碳氮及热水溶性有机碳氮，是土壤中移动较快、不稳定、易氧化、易分解、易矿化的活性成分[1]，其分解产物在土壤中容易被植物、微生物所利用[2]。可溶性有机碳氮组分是土壤中较为活跃和敏感的养分，对研究土壤养分循环具有重要作用。通过比较减量、常量、增量施肥影响下的土壤可溶性有机碳氮组分动态，可为提高养分利用效率和维护生态环境健康提供参考。

1   材料与方法

田间试验于中国科学院禹城综合试验站进行。施肥试验始于2008年10月中旬，冬小麦播种品种为济麦22，2009年6月上旬收獲冬小麦，小麦秸秆粉碎还田，然后播种夏玉米，品种为郑丹958，10月初收获玉米，玉米秸秆全部还田。试验小区面积64 m2，每个处理3次重复。冬小麦季肥料分为播前基肥和拔节期追肥两次施入，夏玉米季在大喇叭口期一次追肥施入土壤。冬小麦和夏玉米季施肥量相同，设置不同施肥量的田间试验，氮肥为普通尿素，磷肥为过磷酸钙，钾肥为硫酸钾。施肥量的计算是基于试验站对研究区域农户调查的平均结果设置，其中常量施肥代表了鲁西北平原地区农民一季的常规施肥量，在常量施肥的基础上分别减少和增加15%为减量施肥和增量施肥，具体施肥量见表1。

2010年4月开始试验，采样时间始于冬小麦施拔节肥前，夏玉米收获后结束。除了每个月定期的采样，在每次施肥后的7～14 d内加采一次。将采集的新鲜土样冷冻备用，用于测定可溶性有机态碳氮组分含量。

土壤可溶性有机碳氮包括DOC、DON和HWSOC、HWSON，其测定方法为：称取10 g过2 mm筛的鲜土和50 mL蒸馏水一起加入离心管中，在室温下水平震荡30 min，在离心机上以4 500 r/min离心20 min，悬液过滤并进一步过0.45 μm滤膜，所得溶液为DOC和DON的待测溶液;将上述溶液吸取一定容积再放入80 ℃的水浴锅，恒温加热18 h后水平振荡10 min，使土壤与浸提液完全混合，4 500 rpm离心20 min后将上清液过0.45 μm滤膜得到HWSOC和HWSON的待测液。上述溶液的碳组分采用Elementar vario TOC仪测定其含量，相应的氮组分经高温消解后由紫外分光光度计测定。

2   结果分析

试验结果的方差分析采用SPSS16.0完成。

2010年4月2日—10月10日采样期间各处理的土壤DOC和DON动态如图1所示，DOC浓度相对较低，各处理不同时段的DOC含量均低于80 mg C/kg，DOC含量各处理之间差异不显著（P>0.05）。DOC总体上呈下降的趋势，采样期间作物快速生长，土壤微生物活动也旺盛，DOC作为易分解的碳源是微生物活动优先选择的碳源之一，所以总体呈降低趋势。冬小麦施拔节肥前，施肥处理的DOC值要明显高于空白，是由于小麦返青后施肥处理作物生长旺盛，根系分泌物的含碳组分相对丰富，提高了这一时刻的DOC含量。减量和常量施肥处理的土壤中DON含量总体上高于空白处理，但大部分差异不显著（P>0.05）。而增量施肥的处理土壤DON含量较高，个别采样时刻与其他处理相比有明显差异。特别是夏玉米施肥7 d后的测定结果与其他处理相比差异显著（P<0.05），施用尿素后，增量施肥处理土壤中盈余部分酰胺态氮素成为土壤DON的一部分，但此部分DON如果没有被有效的保蓄在土壤固相，进一步转化则极易造成氮素的损失。

HWSOC既包括了土壤中冷水溶解的有机碳，也包括在80 ℃下死亡的微生物体内的溶解性有机碳。土壤热水溶性有机碳氮动态见图2。小麦施拔节肥后30 d内测定的HWSOC含量施肥处理与空白相比差异显著（P<0.05），其他采样时刻的HWSOC含量各处理间差异不显著（P>0.05），这可能是因为有施肥处理的作物在施肥后土壤养分库得到补充，及时提供给生物活动需要的养分，作物根系生长旺盛也促进了根系分泌物的生成，从而提高了土壤中HWSOC的含量。与空白对照相比差异显著（P<0.05），与常量和增量施肥相比在个别采样时刻差异显著（P<0.05）;冬小麦部分采样时刻的增量施肥HWSON含量与常量施肥的值相近，是由于增量施肥的氮素损失较高，部分氮素并未有效的转化为土壤有机氮。空白处理的HWSON含量总体上高于其他处理，是因为空白处理没有施肥，作物和微生物活动都较不活跃，土壤中易被分解的可溶性有机氮素分解缓慢，使空白的HWSON测定结果较高。

3   主要结论

试验设置的施肥处理在常量施用氮磷钾肥的基础上同比增加或降低15%，试验结果表明：土壤中不同碳组分的动态受施氮梯度的影响很小，而热水溶性有机氮动态受施氮梯度的影响较明显，大部分采样时刻的养分含量与空白相比差异显著。磷肥和钾肥对土壤不同碳氮组分的影响很小，因此，磷肥的固定仍是华北平原地区农田施肥面临的主要问题之一，而该地区土壤母质富钾，若用一定年份的秸秆还田措施配合，可适当减少钾肥用量。

参考文献：

[ 1 ] D.L.Jones，V.B. Willett. Experimental evaluation of methods to quantify dissolved organic nitrogen（DON） and dissolved organic carbon （DOC） in soil[J].Soil Biology and Biochemistry，2005，38（5）：991-999.

[ 2 ] G Sparling，Maja Vojvodi-Vukovi，L.A Schipper. Hot-water-soluble C as a simple measure of labile soil organic matter：

The relationship with microbial biomass C[J].Soil Biology and Biochemistry，1998，30（10）：1469-1472.