段鵬鵬，張玉玲，叢耀輝，徐文靜，虞 娜，張玉龍

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)土地與環(huán)境學(xué)院，農(nóng)業(yè)部東北耕地保育重點實驗室，遼寧沈陽 110866）

氮肥與有機(jī)肥配施協(xié)調(diào)土壤固定態(tài)銨與可溶性氮的研究

段鵬鵬，張玉玲*，叢耀輝，徐文靜，虞 娜，張玉龍*

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)土地與環(huán)境學(xué)院，農(nóng)業(yè)部東北耕地保育重點實驗室，遼寧沈陽 110866）

【目的】土壤固定態(tài)銨是肥料氮的一個“臨時貯藏庫”，可逐漸釋放以供作物利用，土壤可溶氮則是土壤固定態(tài)銨的重要來源，因此研究設(shè)施條件下氮肥與有機(jī)肥配施對土壤固定態(tài)銨和可溶性氮含量的動態(tài)變化以及相互關(guān)系的影響，對于設(shè)施生產(chǎn)中安全高效的施肥管理有著重要意義。 【方法】以番茄為試材，溫室內(nèi)連續(xù)兩年進(jìn)行田間小區(qū)試驗，設(shè)不施肥 (CK)、施 N 量 0、187.5、375. 562.5 kg/hm2(N0、N1、N2、N3)、單施有機(jī)肥(M，75000 kg/hm2) 以及有機(jī)肥與氮肥配施處理 (MN0、MN1、MN2、MN3)。分析了土壤固定態(tài)銨和可溶性氮(土壤礦質(zhì)氮和可溶性有機(jī)氮) 含量動態(tài)變化。 【結(jié)果】施肥顯著提高了 0—30 cm 土層土壤固定態(tài)銨和可溶性氮的含量 (P ＜ 0.01)；各施肥處理均以第 1 穗果膨大期時含量最高?？傮w來看，不施有機(jī)肥條件下，土壤固定態(tài)銨和礦質(zhì)氮、可溶性有機(jī)氮的含量均以施 N 375.0 kg/hm2處理為最高，而在氮肥與有機(jī)肥配施條件下，以施 N 375.0 kg/hm2與有機(jī)肥 75000 kg/hm2配施處理和施 N 562.5 kg/hm2與有機(jī)肥 75000 kg/hm2配施處理的土壤固定態(tài)銨和礦質(zhì)氮、可溶性有機(jī)氮含量為最高，但未發(fā)現(xiàn)氮肥施用量對土壤固定態(tài)銨含量產(chǎn)生顯著影響；除收獲期20—30 cm 土層外，整個生長季內(nèi)土壤固定態(tài)銨和礦質(zhì)氮含量之間均有顯著的正相關(guān)關(guān)系 (P ＜ 0.05)，部分土層土壤固定態(tài)銨與可溶性有機(jī)氮之間也有顯著的正相關(guān)關(guān)系 (P ＜ 0.05)。 【結(jié)論】設(shè)施番茄栽培條件下，土壤固定態(tài)銨和可溶性氮在土壤氮素的固持與釋放方面極顯著相關(guān)，施無機(jī) N 375.0 kg/hm2配合有機(jī)肥 75000 kg/hm2，可較好地提高土壤中的氮的有效性，更好地協(xié)調(diào)土壤供氮能力。

土壤固定態(tài)銨；土壤礦質(zhì)氮；土壤可溶性有機(jī)氮；氮肥與有機(jī)肥配施

近年來，設(shè)施蔬菜栽培在我國快速發(fā)展，人們?yōu)榱俗非笤O(shè)施蔬菜生產(chǎn)的高產(chǎn)高效，在生產(chǎn)中盲目過量施肥問題較為突出，尤其是氮肥和有機(jī)肥的不合理施用問題更為突顯[1]，造成肥料利用率低、養(yǎng)分失衡、鹽化、酸化等系列土壤問題。氮肥與有機(jī)肥合理配施是調(diào)控設(shè)施蔬菜土壤供氮能力的關(guān)鍵，也是提高氮素利用率的重要途徑。土壤固定態(tài)銨 (fixed ammonium, FA) 是土壤礦物晶格對銨的固定，部分固定態(tài)銨能夠被釋放并且可以被作物吸收利用[2]，是植物可利用氮的給源[3]。土壤礦質(zhì)氮 (soil mineral N, SMN) 可被作物直接吸收利用，是作物吸收的最主要氮源[4]；土壤可溶性有機(jī)氮 (soil soluble organic N, SSON) 含量雖然僅占土壤有機(jī)態(tài)氮含量的很少一部分，但也可作為作物吸收的直接氮源[5]。肥料氮施入土壤后，除被作物吸收和通過各種途徑損失之外，還有部分被固持在土壤中[6]。已有研究表明，施用高量氮素 (N 200 kg/hm2) 能夠增加土壤新固定態(tài)銨的含量[2]，長期施用有機(jī)肥也能增加土壤中固定態(tài)銨的含量[7]，有機(jī)肥配施化肥能夠增加土壤中不穩(wěn)定氮庫的含量[8]。但也有研究認(rèn)為有機(jī)肥的施用卻降低了土壤中固定態(tài)銨的含量[9]，單一施用有機(jī)肥，帶來的肥效較低同時也會增加硝態(tài)氮的淋溶風(fēng)險[10]。諸多研究認(rèn)為農(nóng)業(yè)土壤中有相當(dāng)數(shù)量銨的含量[11]，土壤固定態(tài)銨庫是提高氮素利用率和降低氮素?fù)p失的一個重要氮庫[12]，而土壤可溶性氮庫則是土壤固定態(tài)銨的一個重要來源[13]，因此，土壤固定態(tài)銨和可溶性氮在協(xié)調(diào)土壤供氮效應(yīng)及其機(jī)理方面發(fā)揮著重要作用。

對于設(shè)施蔬菜生產(chǎn)而言，在設(shè)施內(nèi)高溫、高濕、無降雨淋洗等特殊條件下，氮肥與有機(jī)肥配施協(xié)調(diào)設(shè)施土壤固定態(tài)銨和可溶性氮的效應(yīng)及其機(jī)理如何？目前還不十分清楚，也缺乏相關(guān)的系統(tǒng)研究。因此，本研究以連續(xù) 2 年定位施肥設(shè)施番茄栽培田間小區(qū)試驗為基礎(chǔ)，研究設(shè)施番茄生長期內(nèi)，氮肥與有機(jī)肥配施土壤固定態(tài)銨和可溶性氮含量的動態(tài)變化，探討土壤固定態(tài)銨與可溶性氮之間的關(guān)系。研究結(jié)果為設(shè)施番茄栽培條件下氮肥與有機(jī)肥的安全高效的合理施用提供理論依據(jù)和指導(dǎo)作用。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗地為沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)施生產(chǎn)試驗基地，試驗基地于 2012 年建成使用，常年有設(shè)施薄膜覆蓋。試驗地于 2012 年和 2013 年在春季整地時施入腐熟牛糞 (22500 kg/hm2，鮮重) 和腐熟雞糞 (37500 kg/hm2，鮮重)。每年種植作物為番茄，番茄生長期為 4～8 月，其余時間進(jìn)行土壤休閑。試驗地土壤類型為發(fā)育在第四紀(jì)黃土性母質(zhì)上的簡育濕潤淋溶土(hap-udie-luvisols)。2012 年春季整地前土壤基本理化性質(zhì)見表 1。

設(shè)施栽培田間定位試驗于 2013 年開始連續(xù)實施。共設(shè) 10 個處理，分別為 CK、N0、N1、N2、N3、M、MN0、MN1、MN2、MN3，其中 CK 為不施肥處理，N0、N1、N2 和 N3 處理施 N 量分別為0、187.5、375.0、562.5 kg/hm2；M 為單施有機(jī)肥處理，MN0、MN1、MN2、MN3 為氮肥與有機(jī)肥配施處理，各處理中有機(jī)肥均為腐熟雞糞，施用量為75000 kg/hm2(以干基計，有機(jī)質(zhì) 217.0 g/kg、全氮31.0 g/kg、全磷 26.6 g/kg、全鉀 23.1 g/kg、銨態(tài)氮5.7 mg/kg、硝態(tài)氮 3.3 mg/kg、速效磷 212.7 mg/kg、速效鉀 145.2 mg/kg)，N0、N1、N2 和 N3 處理施氮量與前面相同。10 個處理中除 CK 和 M 處理不施用磷素和鉀素外，其它 8 個處理均施用等量磷肥 (P2O5為 225.0 kg/hm2) 和鉀肥 (K2O 為 450.0 kg/hm2)。各處理隨機(jī)排列，3 次重復(fù)。各處理間用 60 cm 深塑料薄膜隔開，每一處理試驗區(qū)面積 3.8 m2，定植番茄 24株。本試驗番茄的目標(biāo)產(chǎn)量以 6000～8000 kg/hm2計，結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的肥料用量調(diào)查結(jié)果和本課題的前期研究結(jié)果，確定有機(jī)肥及氮、磷和鉀用量。

表1 2012 年試驗之前土壤理化性質(zhì)Table 1 Physical and chemical properities of soil before trial in 2012

有機(jī)肥于整地前均勻撒施，全部磷肥、1/3 氮肥和 1/3 鉀肥作為底肥施入，2/3 氮肥和 2/3 鉀肥分別于第 1 穗果和第 2 穗果膨大期分 2 次進(jìn)行滴灌追施，每次追施量相同。各處理在番茄移栽時灌緩苗水，緩苗后采用滴灌系統(tǒng)進(jìn)行灌溉，每隔 3～5 天一次，持續(xù)到番茄收獲之后結(jié)束；用張力計進(jìn)行灌水指示，當(dāng)張力計讀數(shù)為 35 kPa 時開始灌水。

本研究于試驗的第 2 年 (2014 年) 進(jìn)行，每株番茄留 3 穗花，每穗花留 4 個果。在番茄整個生長期內(nèi)，各施肥處理灌水量均為 100.3 m3/hm2。在番茄生長期間，分別于第 1 次追肥前 (2014 年 5 月 31 號，第 1 穗果膨大期)、第 2 次追肥前 (2014 年 6 月 28號，第 2 穗果膨大期)、果實采收接近結(jié)束時 (2014年 7 月 26 號，收獲期) 采集土壤樣本，采樣深度為0—10、10—20、20—30 cm。每次采集的土壤樣本分為兩份，一份風(fēng)干用于土壤固定態(tài)銨含量及土壤基本理化性質(zhì)的測定；另一份鮮樣保存在 4℃ 冰箱，用于土壤礦質(zhì)氮和可溶性有機(jī)氮的測定。

1.2 測定項目與方法

土壤可溶性氮采用 0.01 mol/L CaCl2浸提 (水∶土 = 10∶1) 土樣，浸提液中 NO3–-N 和 NH4+-N 含量采用 AA3 自動分析儀 (Bran-Luebbe; Germany) 測定，可溶性總氮采用堿性過硫酸鉀氧化，AA3 自動分析儀測定，浸提液中 NO3–-N 和 NH4+-N 含量之和即為土壤礦質(zhì)氮，可溶性總氮與礦質(zhì)氮之差即為土壤可溶性有機(jī)氮[14–15]；土壤固定態(tài)銨含量采用 Silva-Bremner 方法[16]。土壤有機(jī)碳、全氮采用元素分析儀法，其他理化性質(zhì)采用常規(guī)分析方法。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

文中所有數(shù)據(jù)均為 3 次重復(fù)的平均值。采用SPSS window version 19.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理設(shè)施土壤固定態(tài)銨的動態(tài)變化

番茄生長期內(nèi)，在 0—30 cm 土層，不施用有機(jī)肥處理土壤固定態(tài)銨含量為 114.3～182.3 mg/kg，而施用有機(jī)肥處理土壤固定態(tài)銨含量則為 148.9～274.1 mg/kg (圖 1)。除 20—30 cm 土層的收獲期外，在其它各土層的不同生育時期，施用有機(jī)肥處理土壤固定態(tài)銨含量均顯著高于不施用有機(jī)肥處理的含量(P ＜ 0.05)。在不施用有機(jī)肥處理中，各土層、相同生育時期的各處理間土壤固定態(tài)銨含量差異均未達(dá)顯著水平。在施用有機(jī)肥處理中，第 1 穗果膨大期時除 M 處理 20—30 cm 土層土壤固定態(tài)銨含量顯著(P ＜ 0.05) 高于 MN3 處理外，其他土層、相同生育時期的各處理間土壤固定態(tài)銨含量差異也均未達(dá)顯著水平。

總體來說，在番茄生長期內(nèi)，各施肥處理土壤固定態(tài)銨含量在 0—30 cm 內(nèi)隨土層加深呈逐漸下降趨勢，第 1 穗果膨大期時土壤固定態(tài)銨含量高于第 2穗果膨大期和收獲期時的含量；與單施氮肥相比，單施有機(jī)肥、氮肥與有機(jī)肥配施處理均可顯著增加土壤固定態(tài)銨含量 (P ＜ 0.05)。

2.2 不同施肥處理設(shè)施土壤可溶性氮的動態(tài)變化

2.2.1 不同施肥處理設(shè)施土壤礦質(zhì)氮的動態(tài)變化 土壤礦質(zhì)氮主要包括銨態(tài)氮和硝態(tài)氮，本研究中各處理土壤礦質(zhì)氮以硝態(tài)氮為主，占 95%～99%。番茄生長期內(nèi)，在 0—30 cm 土層，不施用有機(jī)肥處理土壤礦質(zhì)氮含量為 0～168.6 mg/kg，而施用有機(jī)肥處理土壤礦質(zhì)氮含量則為 11.21～548.4 mg/kg (圖 2)。除20—30 cm 土層的收獲期外，施用有機(jī)肥處理土壤礦質(zhì)氮含量均顯著高于不施用有機(jī)肥處理的含量 (P ＜0.05)，這與不同處理土壤固定態(tài)銨的變化規(guī)律相同。在不施用有機(jī)肥處理中，除 20—30 cm 土層的收獲期 N2 與 CK、N0 處理間土壤礦質(zhì)氮含量差異達(dá)顯著水平 (P ＜ 0.05) 外，同一土層、相同生育時期的各處理間土壤礦質(zhì)氮含量差異均未達(dá)顯著水平 (P ＞0.05)。在施用有機(jī)肥的處理中，第 1 穗果膨大期各土層的 MN1、MN2 和 MN3 處理間土壤礦質(zhì)氮含量差異均不顯著，但其含量明顯高于 M 和 MN0 處理；第 2 穗果膨大期各處理含量在 0—10 cm 土層有較大差異，M、MN2 和 MN3 處理土壤礦質(zhì)氮含量高于 MN0 和 MN1 處理，且 MN3 與 MN0、MN1 處理間含量差異達(dá)顯著水平 (P ＜ 0.05)；在收獲期時，0—10 cm 和 10—20 cm 土層 MN1 和 MN3 處理土壤礦質(zhì)氮含量明顯高于 M、MN0 和 MN2 處理，且以MN3 處理為最大。

圖1 番茄第 1、第 2 穗果膨大期和收獲期不同土層深度土壤固定態(tài)銨含量Fig. 1 Average contents of the soil fixed ammonium during the 1st, 2nd fruit enlarging period and harvest periods of tomato in different soil depth

總體來說，在番茄生長期內(nèi)，各施肥處理土壤礦質(zhì)氮含量也隨土層加深呈逐漸下降趨勢；單施有機(jī)肥、氮肥與有機(jī)肥配施處理土壤礦質(zhì)氮含量顯著高于單施氮肥處理 (P ＜ 0.05)，且施用有機(jī)肥處理土壤礦質(zhì)氮含量在第 1 穗果膨大期高于第 2 穗果膨大期和收獲期。

2.2.2 不同施肥處理設(shè)施土壤可溶性有機(jī)氮的動態(tài)變化 番茄生長期內(nèi)，在 0—30 cm 土層，不施有機(jī)肥處理土壤可溶性有機(jī)氮含量為 33.2～342.9 mg/kg，而施有機(jī)肥處理土壤可溶性有機(jī)氮含量則為 58.8～498.7 mg/kg (圖 3)；施有機(jī)肥處理的土壤可溶性有機(jī)氮含量均高于不施有機(jī)肥處理的含量。在各施肥處理中，各土層在第 1 穗果膨大期時土壤可溶性有機(jī)氮含量均明顯高于第 2 穗果膨大期和收獲期時的含量；總體上不施有機(jī)肥處理中以 N2 處理的含量為最高，施用有機(jī)肥處理在第 1 穗果膨大期時氮肥與有機(jī)肥配施處理 (MN1、MN2 和 MN3) 間土壤可溶性有機(jī)氮含量差異不顯著，但其含量顯著 (P ＜ 0.05)高于 MN0處理，在第 2 穗果膨大期和收獲期時是 MN3 處理土壤可溶性有機(jī)氮含量在 0—20 cm 土層均維持較高水平。

總體來說，在番茄生長期內(nèi)，各施肥處理土壤可溶性有機(jī)氮含量隨土層變化的趨勢與固定態(tài)銨和礦質(zhì)氮的變化趨勢大致相同；單施有機(jī)肥、氮肥與有機(jī)肥配施處理土壤礦質(zhì)氮含量顯著高于單施氮肥處理 (P ＜ 0.05)，各施肥處理均以第 1 穗果膨大期時土壤可溶性含量為最高。

圖2 番茄第 1、第 2 穗果膨大期和收獲期不同土層深度土壤礦態(tài)氮含量Fig. 2 Average contents of the soil mineral N during the 1st, 2nd fruit enlarging period and harvest periods of tomato in different soil depth

2.3 不同施肥處理設(shè)施土壤固定態(tài)銨與可溶性氮的相關(guān)性

由表 2 可見，在第 1、2 穗果膨大期時的 0—30 cm 土層，在收獲期時的 0—20 cm 土層，土壤固定態(tài)銨與土壤礦質(zhì)氮之間均具有顯著線性正相關(guān) (P ＜0.01 或 P ＜ 0.05)；在第 1 穗果膨大期時的 0—10 cm土層，在第 2 穗果膨大期時的 10—30 cm 土層和在收獲期時的 0—20 cm 土層，土壤固定態(tài)銨與土壤礦質(zhì)氮之間均呈顯著線性正相關(guān) (P ＜ 0.01 或 P ＜0.05)?？傮w上，土壤固定態(tài)銨與土壤礦質(zhì)氮的線性相關(guān)性較強(qiáng)。

3 討論

3.1 施肥對番茄生長期內(nèi)設(shè)施土壤固定態(tài)銨和可溶性氮的影響

施入土壤中的尿素很容易被轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮，銨態(tài)氮除了一小部分被作物吸收外，大部分可被土壤膠體吸附固定，還有一部分則被固定在粘土礦物的晶格中[17]。本研究結(jié)果顯示，在番茄生長期內(nèi)，土壤固定態(tài)銨含量在第 1 穗果膨大期 (即番茄移栽底施尿素約 1 個月) 時為最大 (圖 1)，這與 Beauchamp 等[18]的研究報道一致。從番茄移栽至第 1 穗果膨大期時(第 1 次追肥前)，由于番茄定植后一段時期植株較小，根系不發(fā)達(dá)，番茄和微生物吸收利用的氮素較少，有機(jī)肥料中易礦化的有機(jī)物質(zhì)礦化速率較大，釋放較多的礦質(zhì)氮，使得這一時期的可溶性氮含量在生長期內(nèi)最大 (圖 1)，這為土壤固定態(tài)銨提供了來源；同時這一階段設(shè)施內(nèi)溫度偏低硝化速率較慢，而此階段施入土壤的氮肥能夠很快轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮，更多的銨態(tài)氮被土壤礦物晶格所固定，造成該階段土壤固定態(tài)銨含量明顯累積。番茄第 1 穗果膨大期時正是番茄生長所需養(yǎng)分的關(guān)鍵時期，此階段土壤中較高的可溶性氮和固定態(tài)銨含量，使得土壤能夠為番茄生長提供充足的氮源。番茄第 1 穗果膨大期至第 2 穗果膨大期，番茄進(jìn)入營養(yǎng)生長和生殖生長并進(jìn)的旺盛階段，對氮素的需求量大，而且設(shè)施內(nèi)溫度高 (28～31℃) 使得可溶性有機(jī)氮受土壤的束縛減弱，化學(xué)鍵易于斷裂，同時土壤微生物分解氨基酸、多肽的能力也相應(yīng)增強(qiáng)[19]，使土壤可溶性氮含量有所降低 (圖 1)；另外，隨番茄生長，番茄根系分泌物增加可提高土壤微生物活動所需的碳源，促進(jìn)了土壤固定態(tài)銨的釋放以滿足微生物對氮素的需求[20]，同時根際土壤溶液中氮素的硝化速率加快，也促進(jìn)了土壤固定態(tài)銨的釋放，降低了銨的固定[21]，但由于此階段進(jìn)行了 1 次追肥，這也刺激了土壤中原有機(jī)質(zhì)的礦化作用，因此使土壤固定態(tài)銨含量降低不明顯 (圖 1)。在收獲期時 (果實采收接近結(jié)束)，番茄生長趨于平穩(wěn)，植株對氮素的需求及番茄根系吸收能力均降低；作物生長期內(nèi)被土壤微生物和番茄根系固持的氮素也會不斷地釋放出礦質(zhì)氮和可溶性有機(jī)氮；殘留的根系也會產(chǎn)生較多的可溶性有機(jī)氮；土壤有機(jī)質(zhì)的緩慢礦化也會釋放銨離子，進(jìn)行銨的再固定[22]。因此，在收獲期時土壤固定態(tài)銨和可溶性氮含量表現(xiàn)為略有增加趨勢 (圖 1)。

圖3 番茄第 1、第 2 穗果膨大期和收獲期不同土層深度土壤可溶性有機(jī)氮含量Fig. 3 Average contents of the soil soluble organic N during the 1st, 2nd fruit enlarging period and harvest periods of tomato in different soil depth

表2 不同生育期土壤固定態(tài)銨與礦質(zhì)氮、可溶性有機(jī)氮的相關(guān)系數(shù)Table 2 Correlation coefficient between soil fixed ammonium and soil mineral N, soil souble organic N in greenhouse soil

本研究中，在番茄生育期內(nèi) 0—10 cm 土壤固定態(tài)銨、礦質(zhì)氮和可溶性氮含量也較高，表層土壤可溶性氮隨灌溉 (滴灌) 水緩慢向下移動，同時也促進(jìn)了下層土壤微生物的活性[23]，進(jìn)而使下層土壤可溶性氮增加，產(chǎn)生的銨離子則被黏土礦物晶格所固定[24]；另外，殘留在土壤中的作物根系通過根系分泌物也可改變土壤微生物群落和微生物對氮素的吸收，進(jìn)而也會間接地影響土壤固定態(tài)銨庫的大小[25]?？傮w來說，在番茄的不同生育期，土壤固定態(tài)銨和可溶性氮的動態(tài)變化規(guī)律大體相同，尤其是土壤固定態(tài)銨和礦質(zhì)氮之間具有顯著的線性正相關(guān)關(guān)系 (表 2)，這與 Nieder 等[26]的研究結(jié)果一致。這一結(jié)果說明，在設(shè)施番茄栽培條件下，土壤固定態(tài)銨并不是一個靜態(tài)氮庫，它與土壤可溶性氮庫的大小密切相關(guān)，不管是供氮的源 (可溶性氮) 還是供氮的庫 (固定態(tài)銨)，均有利于氮的有效利用，降低氮素?fù)p失。

3.2 氮肥與機(jī)肥配施協(xié)調(diào)設(shè)施土壤固定態(tài)銨和可溶性氮的作用

在番茄整個生育期中，不施有機(jī)肥和施用有機(jī)肥處理土壤固定態(tài)銨含量均維持較高水平，這主要是由于設(shè)施建成初期培肥過程中施用牛糞和雞糞，在設(shè)施內(nèi)高溫條件下促進(jìn)了有機(jī)肥的礦化作用和土壤有機(jī)質(zhì)的分解，從而改變了非固定態(tài)銨與固定態(tài)銨之間的動態(tài)平衡，提高了土壤固銨能力[27]；另外，本試驗中施用有機(jī)肥處理的有機(jī)肥施用量 (75000 kg/hm2) 較大，使其土壤有機(jī)質(zhì)累積較多，導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)的礦化作用和激發(fā)效應(yīng)增強(qiáng)，可不斷補(bǔ)充晶層間釋放出的銨。

本研究中，氮肥與有機(jī)肥配施均能提高土壤固定態(tài)銨和可溶性氮的含量 (圖 1)。施用的有機(jī)肥本身含一定數(shù)量的礦質(zhì)氮和可溶性有機(jī)氮[28]，其含有的有機(jī)氮也會不斷地進(jìn)行礦化釋放礦質(zhì)氮和可溶性有機(jī)氮；另外，有機(jī)肥能夠改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、養(yǎng)分狀況等，促進(jìn)番茄生長期內(nèi)根系分泌物增加和根際土壤微生物的活性增強(qiáng)，進(jìn)而也會增加土壤礦質(zhì)氮和可溶性有機(jī)氮數(shù)量，同時也會促進(jìn)微生物的周轉(zhuǎn)而導(dǎo)致銨態(tài)氮的釋放[29]。因此，氮肥與有機(jī)肥配施可明顯提高土壤固定態(tài)銨含量和可溶性氮含量，增加土壤中不穩(wěn)定的氮庫[8]。

總的來說，在不施有機(jī)肥處理中，土壤固定態(tài)銨和可溶性氮隨施氮量的增加在施 N 375.0 kg/hm2時達(dá)到最大，而在施 N 562.5 kg/hm2時有所降低；在氮肥與有機(jī)肥配施處理中，土壤固定態(tài)銨和可溶性氮含量在 N 375.0 kg/hm2與 75000 kg/hm2有機(jī)肥配施處理和 N 562.5 kg/hm2與 75000 kg/hm2有機(jī)肥配施處理表現(xiàn)為最高，但兩處理間的含量差異不顯著 (圖 1)。這可能是因為高量施 N 562.5 kg/hm2不僅影響了土壤結(jié)構(gòu)，同時也影響了微生物的活性和周轉(zhuǎn)速率，進(jìn)而影響了有機(jī)質(zhì)的礦化過程[30]，造成土壤可溶性氮和固定態(tài)銨含量的降低；也可能是由于氮肥用量的增加，減少了氮的生物固定，增加了氮素向環(huán)境中流失的風(fēng)險[31]。從本研究結(jié)果來看，在設(shè)施番茄栽培條件下，N 375.0 kg/hm2與有機(jī)肥 75000 kg/hm2配施處理可維持較高的可溶性氮的數(shù)量，同時也可提高土壤固定態(tài)銨的數(shù)量。

4 結(jié)論

本試驗條件下，在 0—10 cm 土層，各施肥處理土壤固定態(tài)銨和礦質(zhì)氮之間有顯著的正相關(guān)關(guān)系，部分土層土壤固定態(tài)銨與可溶性有機(jī)氮之間也有顯著的正相關(guān)關(guān)系，而且在番茄生長季內(nèi)土壤固定態(tài)銨和可溶性氮的動態(tài)變化規(guī)律大致相同，均在番茄第 1 穗果膨大期時含量為最大，且均以 0—10 cm 土層含量為最高。各施肥處理土壤固定態(tài)銨在整個生育期內(nèi)均維持比較高的含量，設(shè)施土壤具有較高的固銨能力。單施有機(jī)肥、氮肥與有機(jī)肥配施可明顯提高設(shè)施土壤中固定態(tài)銨和可溶性氮含量，特別是N 375.0 kg/hm2與有機(jī)肥 75000 kg/hm2配施能夠更好地協(xié)調(diào)土壤中的氮素供應(yīng)狀況，這對于氮素的有效利用具有重要意義。

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Regulation of soil fixed ammonium and soluble N through combined application of N fertilizer and manure

DUAN Peng-peng, ZHANG Yu-ling*, CONG Yao-hui, XU Wen-jing, YU Na, ZHANG Yu-long*
( College of Land and Environmental Science, Shenyang Agricultural University / Key Laboratory of Northeast Arable Land Conservation, Ministry of Agriculture, Shenyang, Liaoning 110866, China )

【Objectives】As the temporary storage pools of fertilizer nitrogen (N), soil fixed ammonium (FA) could subsequently release N for plant uptake. Soil soluble N (SSN-soil soluble organic N, SSON; soil mineral N, SMN) are the important sources of soil FA, therefore, it is imperative to study the effects of combined application of N fertilizer and manure on the dynamics of soil FA and soil soluble N and their relationship under the greenhouse cultivation. 【Methods】N application rates of: 0, 187.5, 375.0 and 562.5 kg/hm2(recordered as N0, N1, N2 and N3), 75000 kg/hm2of manure fertilizer combined with N0, N1, N2, and N3 were sep up in a field plot experiment under the greenhouse cultivation. 【Results】Fertilizer application significantly increased SSN and FA in the 0–30 cm depth (P ＜ 0.01). In general, N2 treatment demonstrated the highest values for SMN, SSONand FA under no manure treatments. MN2 and MN3 treatments had the highest values for SMN, SSON and FA under the N fertilizer and manure combined application. There were no significant differences for soil FA with different nitrogen fertilizer rates (P ＞ 0.05). Soil FA was significantly and positively correlated with SMN during the growing season, except for 20–30 cm interval during the harvesting period (P ＜ 0.05). Significant and positive correlation was also existed between soil FA and SSON in some soil layers (P ＜ 0.05). 【Conclusion】Soil fixed ammonium and soluble N pools significantly affect the N immobilization and release. The appropriate rate of N fertilizer and manure application (M: 75000 kg/hm2; N2: 375.0 kg/hm2) could modulate the soil N supply more effectively in greenhouse cultivation.

soil fixed ammonium; soil mineral N; soil soluble organic N; N fertilizer combined with manure

S156

A

1008–505X(2016)06–1578–08

2015–12–05 接受日期：2016–05–09

國家科技支撐計劃項目（2015BAD23B01）；農(nóng)業(yè)部東北耕地保育重點實驗室開放課題（2015NYBKFT-01）；國家自然科學(xué)基金項目（41401322）資助。

段鵬鵬（1990—），男，甘肅省定西人，碩士研究生，主要從事土壤改良與土壤肥力研究。E-mail：peng1014211894@163.com

* 通信作者 E-mail：yuling_zhang@163.com；E-mail: ylzsau@163.com