土壤学报

作者：邹洪琴，李德近，任科宇，王伯仁，蔡泽江，徐明岗，段英华

单位：邹洪琴，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/耕地培育技术国家工程实验室, 北京 100081；,李德近，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/耕地培育技术国家工程实验室, 北京 100081；,任科宇，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/耕地培育技术国家工程实验室, 北京 100081；,王伯仁，中国农业科学院衡阳红壤实验站/祁阳农田生态系统国家野外试验站, 湖南祁阳 426100；,蔡泽江，中国农业科学院衡阳红壤实验站/祁阳农田生态系统国家野外试验站, 湖南祁阳 426100；,徐明岗，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/耕地培育技术国家工程实验室, 北京 100081;山西农业大学生态环境产业技术研究院, 太原 030031；,段英华，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/耕地培育技术国家工程实验室, 北京 100081；duanyinghua@caas.cn,

关键词：红壤|土壤肥力|可溶性有机氮|微生物生物量氮|吸氮量

基金：国家自然科学基金项目（42077098）和中央级公益性科研院所基本科研业务费（1610132021023）资助

不同形态的土壤氮素是作物吸收氮素的主要来源,而土壤肥力不仅影响氮素的含量,也影响氮素的有效性,进而影响作物对氮素的吸收利用。明确不同肥力红壤中各形态氮素的变化及其对作物吸氮量的贡献,可为阐明氮素循环机制和沃土培肥提供理论依据。2019年5月在湖南祁阳红壤实验站选取低肥力、中肥力和高肥力红壤进行田间微区试验,设置不施氮(N0)和常规施氮(N1)两个处理。分析了2020年玉米(该试验的第三季作物)种植前和收获后土壤矿质氮(MN)、固定态铵(FN)、微生物生物量氮(MBN)和可溶性有机氮(SON)含量的变化及其与玉米地上部吸氮量的关系,并通过结构方程模型(SEM)建立了各形态氮库与吸氮量的关系模型。结果发现,N0条件下高肥力土壤的籽粒产量约为中肥力土壤的4.6倍,但在N1条件下,高肥力土壤的玉米产量和生物量与中肥力土壤无显著差异,但其吸氮量显著高于中肥力土壤。与种植前相比,N0条件下,收获后中肥力土壤FN含量显著提高了63%,低肥力和高肥力土壤分别增加了47%和11%。与其相反,土壤MN、MBN和SON含量均有所降低。土壤MN含量降低了0.4~4 mg·kg-1;MBN降低了18%~44%且土壤肥力间无显著差异;SON减少了55%~84%。N1条件下,土壤MN含量降低了约22~38 mg·kg-1;MBN降低了32%~72%;而SON的减少量在高肥力土壤中可达99 mg·kg-1,分别为中肥力土壤和低肥力土壤的2.0倍和9.3倍。相关分析结果表明,地上部吸氮量与MBN、SON和NH4+-N减少量存在显著正相关关系。结构方程模型结果进一步表明,SON和NH4+-N直接影响吸氮量,MBN通过影响SON和MN间接影响玉米地上部吸氮量。总体而言,SON和MBN可直接或间接影响玉米对氮素的吸收利用,是土壤中重要的氮素存在形态,应进一步加强对其形态转化的机制研究,可促进红壤培肥和氮素高效利用。

来源：2023年第3期

《土壤学报》期刊编辑部

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