謝富金,鐘 寧,王家鳳,張嘉佳,田 嫄,陶毅才,周柳強(qiáng),蔡秋亮

(1.廣西芒果生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣西 百色 533000;2.百色學(xué)院農(nóng)業(yè)與食品工程學(xué)院,廣西 百色 533000;3.百色學(xué)院亞熱帶特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)學(xué)院,廣西 百色 533000;4.閩南師范大學(xué),福建 漳州 363000;5.重慶三峽學(xué)院生物與食品工程學(xué)院,重慶 404100;6.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所,南寧 530007)

【研究意義】我國(guó)喀斯特土壤主要分布在西南地區(qū)的貴州、廣西和云南等省(區(qū)),喀斯特地貌的生態(tài)環(huán)境較脆弱[1],導(dǎo)致基巖裸露、植被退化,易造成環(huán)境巖漠化[2],土壤養(yǎng)分不平衡[3],嚴(yán)重影響作物生長(zhǎng)[4]。氮肥是世界上產(chǎn)量最高和用量最大的肥料,適量施用氮肥可提高土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量,提高土壤肥力和作物產(chǎn)量[5],改善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量[6],過(guò)量施用氮肥會(huì)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本及增加硝態(tài)氮在土壤中的淋溶風(fēng)險(xiǎn),使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到損害,生態(tài)環(huán)境受到污染[7-8]。我國(guó)氮肥利用率僅為30%～35%,比發(fā)達(dá)國(guó)家低10%～20%[9]。氮素在土壤中遷移轉(zhuǎn)化是造成氮肥利用率低、氮素?fù)p失和環(huán)境污染的主要原因[10],其中,約90%的氮素在土壤中通過(guò)徑流、硝化和反硝化作用及氣化揮發(fā)等方式損失[11]。通過(guò)草酸、硝化抑制劑(DMPP)和脲酶抑制劑(NBPT)與氮肥配施提高氮肥利用率的研究已有報(bào)道[12-13],但喀斯特土壤土層薄,蓄水能力差,生產(chǎn)上尚不清楚氮肥配施草酸、DMPP和NBPT后氮肥的利用狀況。因此,探究喀斯特土壤中氮肥配施草酸、DMPP和NBPT后氮素的遷移規(guī)律,對(duì)提升喀斯特土壤肥力狀況和提高氮肥的有效利用率、降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、緩解氮肥流失對(duì)環(huán)境的危害具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】針對(duì)氮素?fù)p失問(wèn)題,學(xué)者已開(kāi)展諸多研究,尤其以采取有效措施調(diào)控土壤氮素供應(yīng)和減少氮素?fù)p失的研究報(bào)道較多[12]。張朝等[13]研究表明,施入尿素和硫酸銨后,土壤中氮素的遷移轉(zhuǎn)化主要集中在0～50 mm土層,且硫酸銨處理的氮素轉(zhuǎn)化速率較尿素處理低。杜振宇和周健民[14]研究認(rèn)為,施用氯化鉀能顯著降低肥際微域土壤pH,但隨著施肥點(diǎn)距離加大,土壤pH相應(yīng)升高。蘇同慶等[15]研究發(fā)現(xiàn),土壤中的鉀由肥際向非肥際的擴(kuò)散距離隨著鉀肥施用量的增加而加大。有效提高氮肥利用率的常見(jiàn)方法為施用氮肥增效劑和低分子量有機(jī)酸,其中低分子量有機(jī)酸主要包括草酸、檸檬酸和蘋(píng)果酸等。草酸作為一種良好的外源土壤改良劑[16],能降低土壤pH,增加土壤微生物數(shù)量,改善土壤種群結(jié)構(gòu),活化土壤養(yǎng)分[17],提高土壤養(yǎng)分有效性及含量[18];樊衛(wèi)國(guó)等[19]、張乃于等[20]研究指出,施用低分子量有機(jī)酸可改善土壤養(yǎng)分的供給狀況,進(jìn)而促進(jìn)植物生長(zhǎng)。在有關(guān)草酸和氮肥增效劑與氮肥配施提高氮肥利用率的研究報(bào)道中,氮肥增效劑主要是指DMPP和NBPT,施用NBPT會(huì)抑制土壤脲酶活性,使尿素在土壤中的水解受到抑制,土壤中的氨氣、氮素?fù)]發(fā)和損失減少[21]。也有研究表明,土壤中添加草酸可有效控制氮素?fù)p失[19],DMPP與氯化銨配施后會(huì)抑制土壤的硝化作用[20],使土壤中銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮的速率減緩,土壤中氮素?fù)p失減少[22],從而減輕環(huán)境污染程度。還有研究認(rèn)為,在喀斯特地區(qū)以化肥與有機(jī)肥配施可調(diào)控農(nóng)田土壤的養(yǎng)分平衡,提高作物產(chǎn)量[23-24]。【本研究切入點(diǎn)】目前,針對(duì)喀斯特土壤中草酸和抑制劑與不同種類(lèi)氮肥配施條件下氮素遷移規(guī)律和分布的研究鮮見(jiàn)報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】采用室內(nèi)模擬土柱方式,探究草酸和抑制劑與不同類(lèi)型氮肥配施對(duì)喀斯特土壤中氮素遷移規(guī)律的影響,以期為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上提高喀斯特土壤的氮肥有效利用率、降低生產(chǎn)成本及精準(zhǔn)施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

采樣地位于廣西西部的百色市田陽(yáng)區(qū)(106°22′14″～107°8′32″ E,23°28′20″～24°6′55″ N),屬低緯度南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。供試土壤為田陽(yáng)區(qū)南部石山區(qū)喀斯特溶巖土。選定多點(diǎn)距地面深度2.0～3.0 cm 的表層土壤,采集后混合置于自然條件下(室內(nèi)通風(fēng)放置,室溫30～39 ℃)晾干備用?；旌贤翗映嗜跛嵝?pH 6.37,有機(jī)質(zhì)含量5.42 g/kg,全氮含量0.56 g/kg。草酸、DMPP和NBPT及硝酸鉀、氯化銨和尿素(3種氮肥均為分析純)均購(gòu)自天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 將采集的土壤樣品裝袋(高25.0 cm,寬10.0 cm),覆土810.0 g(覆蓋高度為18.0 cm)后注入243.0 g水以保證袋中土壤濕度為30%,靜置24 h。設(shè)草酸和草酸+抑制劑(NBPT和DMPP)分別與3種氮肥配施處理(A、B和C處理),各處理的肥料分別淋施于注水靜置后的土柱表層,然后覆土135.0 g(覆蓋高度為3.0 cm),再次注水40.5 g使袋中土壤濕度達(dá)30%(模擬農(nóng)戶(hù)添加肥料經(jīng)雨水或人工灌溉后的土壤濕度)。處理完畢后扎緊袋口,對(duì)土柱袋扎孔徑約1.0 cm的5個(gè)小孔以保證通氣,自然條件下放置培養(yǎng)15、30和90 d(各處理均包含15、30和90 d的培養(yǎng)天數(shù);A處理中,A1處理為施用硝酸鉀,A2處理為施用硝酸鉀+草酸,A3處理為施用硝酸鉀+草酸+DMPP,A4處理為施用硝酸鉀+草酸+NBPT;B處理中,B1處理為施用氯化銨,B2處理為施用氯化銨+草酸,B3處理為施用氯化銨+草酸+DMPP,B4處理為施用氯化銨+草酸+NBPT;C處理中,C1處理為施用尿素,C2處理為施用尿素+草酸,C3處理為施用尿素+草酸+DMPP,C4處理為施用尿素+草酸+NBPT)。3次重復(fù)。在相應(yīng)的時(shí)間段對(duì)土柱進(jìn)行理化性質(zhì)檢測(cè)。

1.2.2 采樣方法 將培養(yǎng)到界定時(shí)間段的待測(cè)土樣進(jìn)行如下處理:土柱水平放置,每隔1.0 cm分層釆集8份土樣,后繼續(xù)以每隔2.5 cm 分層釆集4份土樣。經(jīng)預(yù)備試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)土柱最后一段(袋尾處)土樣的氮含量極低,因此廢棄不用(圖1)。對(duì)切割完畢的土壤樣品分別進(jìn)行風(fēng)干、研磨和過(guò)篩(20目篩網(wǎng)),最終得到12份標(biāo)記的土壤樣品(即袋口至袋尾共切割12份土樣,從左往右將切割的12份土樣分別標(biāo)記為1、2、3,......,12個(gè)土壤位點(diǎn),12個(gè)土壤位點(diǎn)同時(shí)也表示12個(gè)土層,其中位點(diǎn)1和2為表土層)。

圖1 土柱樣品示意圖Fig.1 Schematic diagram of soil column samples

銨態(tài)氮含量(mg)=m×1000/V

硝態(tài)氮結(jié)果校正A校正=A220-A275

式中,m為由校準(zhǔn)曲線(xiàn)查得的銨態(tài)氮含量,V為水樣體積(mL),A校正為吸光值的校正值,A220為波長(zhǎng)220 nm處測(cè)得的吸光值,A275為波長(zhǎng)275 nm處測(cè)得的吸光值。求得A校正后,從標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)中查得相應(yīng)的硝態(tài)氮含量。

整個(gè)土柱的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量以各切片厚度為權(quán)重,先計(jì)算各份土柱的可溶性無(wú)機(jī)氮(C1,C2,......,C12)含量,再進(jìn)行求和(dN總),最后計(jì)算可溶性無(wú)機(jī)氮百分率(dN-總N占比率)。

可溶性無(wú)機(jī)氮百分率(%)=dN總/N×1/100

式中,N為各類(lèi)銨態(tài)氮肥料中的可溶性無(wú)機(jī)氮含量。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0進(jìn)行多因素比較和單因素分析,以Excel 2010制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 草酸和抑制劑與硝酸鉀配施對(duì)土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量的影響

由表1可知,A1～A4處理土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量的最大值均分布在表土層;隨著土層深度增加,各處理的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量總體上逐漸降低,其中靠后幾個(gè)位點(diǎn)的可溶性無(wú)機(jī)氮含量間差異極小;在A2處理中,培養(yǎng)15 d位點(diǎn)1的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量最高(同時(shí)也是A處理中的最大值),為0.516 mg/g,且顯著高于同一培養(yǎng)時(shí)間的其他位點(diǎn)(P<0.05,下同),而培養(yǎng)15 d的其他位點(diǎn)及培養(yǎng)30和90 d多數(shù)位點(diǎn)的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量均高于相應(yīng)培養(yǎng)天數(shù)和位點(diǎn)的A1處理;在同一處理不同培養(yǎng)時(shí)間,A1、A2和A3處理內(nèi)各土層的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量除個(gè)別位點(diǎn)外均存在顯著差異,其中,A1和A2處理表現(xiàn)為15 d>30 d>90 d,A3處理表現(xiàn)為90 d>30 d>15 d,而A4處理的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量總體上以培養(yǎng)90 d時(shí)較高。從表1可看出,在培養(yǎng)15 d時(shí)A4處理的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量除位點(diǎn)8外均高于A3處理,其中位點(diǎn)1～6和位點(diǎn)11～12與A3處理相應(yīng)位點(diǎn)差異顯著;在培養(yǎng)15和30 d時(shí)A3和A4處理的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量總體上較相應(yīng)的A1和A2處理低,但在培養(yǎng)90 d時(shí)位點(diǎn)1～9的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量均顯著高于A1和A2處理相應(yīng)的位點(diǎn)。

表1 草酸和抑制劑與硝酸鉀配施的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量比較Table 1 Comparison of soluble inorganic nitrogen content in soil applied with oxalic acid and inhibitor and potassium nitrate

綜上所述,在草酸和抑制劑與硝酸鉀配施的各處理中,土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量總體上均隨著土層深度的增加逐漸降低;硝酸鉀配施草酸對(duì)提高土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量的效果優(yōu)于硝酸鉀配施草酸+DMPP和硝酸鉀配施草酸+NBPT;隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng),硝酸鉀配施草酸+DMPP和硝酸鉀配施草酸+NBPT均可提高土壤的可溶性無(wú)機(jī)氮含量。

2.2 草酸和抑制劑與氯化銨配施對(duì)土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量的影響

由表2可知,B1～B4處理土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量的最大值均分布在位點(diǎn)1～3;隨著土層深度增加,各處理的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量總體上表現(xiàn)波動(dòng)降低,尤其在位點(diǎn)10后極低;在B2處理中,培養(yǎng)30 d位點(diǎn)1的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量較高(同時(shí)也是B處理中的第二大值),為3.266 mg/g,且顯著高于同一培養(yǎng)時(shí)間的其他位點(diǎn),而培養(yǎng)30 d的其他位點(diǎn)及培養(yǎng)15和90 d多數(shù)位點(diǎn)的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量均高于相應(yīng)培養(yǎng)天數(shù)和位點(diǎn)的B1處理;B處理中的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量最大值出現(xiàn)在B3處理培養(yǎng)15 d位點(diǎn)1,為3.612 mg/g。從表2可看出,在培養(yǎng)90 d時(shí),B1和B2處理位點(diǎn)1～9(B2處理培養(yǎng)90 d位點(diǎn)9除外)的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量均顯著低于培養(yǎng)15 d時(shí),多數(shù)位點(diǎn)表現(xiàn)為15 d>30 d>90 d,而位點(diǎn)10～12的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量均顯著高于培養(yǎng)15 d時(shí),表現(xiàn)為30 d>90 d>15 d;B3和B4處理位點(diǎn)1～8的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量總體上均顯著低于培養(yǎng)15 d時(shí)(B3處理培養(yǎng)90 d位點(diǎn)8和B4處理位點(diǎn)3除外),其中B3處理多數(shù)位點(diǎn)表現(xiàn)為15 d>30 d>90 d,B4處理多數(shù)位點(diǎn)表現(xiàn)為15 d>90 d>30 d,而位點(diǎn)9～12的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量均顯著高于培養(yǎng)15 d時(shí),表現(xiàn)為90 d>30 d>15 d;B3處理各培養(yǎng)時(shí)間和位點(diǎn)的多數(shù)土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量均高于B1和B2處理的相應(yīng)培養(yǎng)時(shí)間和位點(diǎn),同時(shí),其培養(yǎng)15和30 d多數(shù)位點(diǎn)的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量高于B4處理的相應(yīng)培養(yǎng)時(shí)間和位點(diǎn),培養(yǎng)90 d的部分土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量也高于B4處理相應(yīng)培養(yǎng)時(shí)間和位點(diǎn);在B3處理中,培養(yǎng)15 d位點(diǎn)1～9、培養(yǎng)30 d位點(diǎn)1～9和培養(yǎng)90 d位點(diǎn)1～10的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量分別為0.735～3.612、0.873～3.165和0.659～2.286 mg/g,其中,培養(yǎng)90 d位點(diǎn)10的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量(0.659 mg/g)在B處理的同一位點(diǎn)中最高,說(shuō)明B3處理的土壤氮素遷移距離最長(zhǎng)。

表2 草酸和抑制劑與氯化銨配施的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量比較Table 2 Comparison of soluble inorganic nitrogen in soil applied with oxalic acid and inhibitor and ammonium chloride

綜上所述,在氯化銨配施草酸+抑制劑的各處理中,土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量均隨著土層深度的增加而降低,總體上以氯化銨配施草酸+DMPP對(duì)提高土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量的效果更佳。

2.3 草酸和抑制劑與尿素配施對(duì)土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量的影響

從表3可看出,C1～C4處理土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量的最大值均分布在位點(diǎn)1～4;隨著土層深度的增加,各處理的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量總體呈下降趨勢(shì);隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng),C1處理各位點(diǎn)的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量除位點(diǎn)11和12外均有所升高;C2處理各位點(diǎn)的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量(除培養(yǎng)30 d位點(diǎn)11和12外)均較相應(yīng)培養(yǎng)時(shí)間和位點(diǎn)的C1處理有所提高,最高含量為培養(yǎng)30 d位點(diǎn)2的0.958 mg/g,較C1處理中的最高含量(0.680 mg/g)提高40.9%,說(shuō)明尿素配施草酸可改良氮肥在土壤中的有效性;C3處理培養(yǎng)15 d時(shí)各位點(diǎn)的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量總體上均顯著低于培養(yǎng)30和90 d時(shí)的相應(yīng)位點(diǎn)(培養(yǎng)15 d位點(diǎn)4除外),最大值分布在表土層(培養(yǎng)30 d位點(diǎn)2),為0.940 mg/g,C3處理位點(diǎn)1～3的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量均高于除C2處理培養(yǎng)30 d位點(diǎn)2和培養(yǎng)90 d位點(diǎn)4外C1、C2和C4處理的其他位點(diǎn);C4處理各培養(yǎng)時(shí)間和多數(shù)位點(diǎn)的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量較相應(yīng)培養(yǎng)時(shí)間和位點(diǎn)的C3處理均有所降低,且在3個(gè)培養(yǎng)時(shí)間的位點(diǎn)1～5分布較均勻(培養(yǎng)15 d時(shí)為0.545～0.694 mg/g,培養(yǎng)30 d時(shí)為0.536～0.653 mg/g,培養(yǎng)90 d時(shí)為0.574～0.669 mg/g);C1～C4處理中培養(yǎng)30和90 d多數(shù)位點(diǎn)的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量差異較小,且二者均高于培養(yǎng)15 d時(shí);C3處理培養(yǎng)15 d位點(diǎn)1～4、培養(yǎng)30 d位點(diǎn)1～9和培養(yǎng)90 的d位點(diǎn)1～6土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量總體上均高于C處理其他相應(yīng)培養(yǎng)時(shí)間和位點(diǎn)(除C2處理培養(yǎng)30 d位點(diǎn)2外),其中C3處理的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量在培養(yǎng)15 d時(shí)高于0.500 mg/g的位點(diǎn)延伸至位點(diǎn)6,培養(yǎng)30 d時(shí)延伸至位點(diǎn)9,培養(yǎng)90 d時(shí)延伸至位點(diǎn)11,說(shuō)明尿素配施草酸+DMPP能提高土壤中的可溶性無(wú)機(jī)氮含量。

表3 草酸和抑制劑與尿素配施的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量比較Table 3 Comparison of soluble inorganic nitrogen content in soil treated with oxalic acid and inhibitor and urea

可見(jiàn),在尿素配施草酸+抑制劑的各處理中,尿素配施草酸+DMPP的表層土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量總體上隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)呈增加趨勢(shì)。

2.4 草酸和抑制劑與不同氮肥配施對(duì)土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率的影響

從圖2可看出,在培養(yǎng)15、30和90 d時(shí),A1處理的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率分別為15.98%、11.22%和5.57%,A2處理分別為16.68%、11.35%和6.12%;B1處理的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率分別為40.78%、37.84%和30.03%,B2處理分別為41.28%、40.90%和30.69%;C1處理的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率分別為9.01%、9.34%和9.72%,C2處理分別為10.29%、10.59%和11.02%,說(shuō)明A2、B2和C2處理不同培養(yǎng)時(shí)間的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率均分別較A1、B1和C1處理相應(yīng)培養(yǎng)時(shí)間的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率有所提高,即硝酸鉀或氯化銨或尿素配施草酸的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率均高于單施硝酸鉀或氯化銨或尿素。在培養(yǎng)15、30和90 d時(shí),A3處理的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率分別為5.03%、7.04%和10.02%,A4處理分別為6.57%、7.11%和8.57%,說(shuō)明二者培養(yǎng)15和30 d的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率均較相應(yīng)的A1處理有所降低,但培養(yǎng)90 d時(shí)較相應(yīng)的A1處理有所升高,說(shuō)明硝酸鉀配施草酸+抑制劑在培養(yǎng)至90 d時(shí)土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量得以提高;B3處理的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率分別為45.48%、38.14%和34.69%,B4處理分別為37.38%、32.42%和31.64%,說(shuō)明B3處理各培養(yǎng)時(shí)間中除培養(yǎng)30 d外的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量均明顯高于相應(yīng)培養(yǎng)時(shí)間的B1、B2和B4處理,即氯化銨配施草酸+DMPP可明顯提高土壤的可溶性無(wú)機(jī)氮含量;C3處理的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率分別為6.59%、9.89%和11.19%,C4處理分別為4.81%、7.39%和6.35%,其中培養(yǎng)30和90 d時(shí)的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量高于相應(yīng)培養(yǎng)時(shí)間的C1和C2處理。在不同培養(yǎng)時(shí)間下,A1、A2、B1、B2、B3和B4處理的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率均表現(xiàn)為15 d>30 d>90 d,呈隨著培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)而下降的變化趨勢(shì),A3、A4、C1、C2和C3處理的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率表現(xiàn)為90 d>30 d>15 d,呈隨著培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)而上升的變化趨勢(shì),說(shuō)明硝酸鉀或氯化銨或尿素配施草酸+抑制劑會(huì)在一定程度上改變其在土壤中的遷移和留存狀況;在相同培養(yǎng)時(shí)間下,不同處理的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率也存在差異,從總體上看,A和C處理的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率均低于20.00%,且均低于相應(yīng)培養(yǎng)時(shí)間的B處理,其中,B3處理培養(yǎng)15 d時(shí)的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率最高,為45.48%,說(shuō)明氯化銨配施草酸+DMPP具有更佳的提高土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量效果。

同一小圖同一處理圖柱上不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)。Different lowercase letters on the bar of the same small picture represent significant difference(P<0.05).圖2 草酸和抑制劑與不同氮肥配施的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率比較Fig.2 Comparison of soluble inorganic nitrogen percentage of soil with oxalic acid and inhibitor combined with different nitrogen fertilizers

綜上所述,硝酸鉀配施草酸、氯化銨配施草酸+DMPP均可明顯提高土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量,但土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而降低;尿素配施草酸+DMPP可提高土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量,且土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量隨著培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)而升高。

3 討 論

本研究結(jié)果表明,在草酸和抑制劑與硝酸鉀配施的各處理中,草酸與硝酸鉀配施的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量最高,與薛金元[25]的研究結(jié)果相似,而硝酸鉀配施草酸+抑制劑后土壤的可溶性無(wú)機(jī)氮含量明顯降低的研究結(jié)果與薛金元[25]的研究結(jié)果不一致,說(shuō)明抑制劑對(duì)硝酸鉀在不同土壤類(lèi)型中的有效性產(chǎn)生了影響。在草酸和抑制劑與氯化銨配施的各處理中,氯化銨配施草酸+DMPP的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量明顯高于單施氯化銨、草酸與氯化銨配施及草酸+NBPT與氯化銨配施處理,說(shuō)明草酸+DMPP與氯化銨配施后氮素在土層中遷移距離最長(zhǎng),與Liu等[26]、傅偉等[27]研究獲得氯化銨配施DMPP后抑制土壤的硝化作用、使氯化銨中的銨態(tài)氮在土壤中保留時(shí)間變長(zhǎng)且向硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化速率受到抑制,從而提高土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量的結(jié)果一致。在草酸和抑制劑與尿素配施的各處理中,尿素配施草酸+DMPP對(duì)提高土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量的效果最佳,說(shuō)明添加DMPP可延長(zhǎng)尿素在土壤中的肥效和遷移距離,與Muneer[28]、Xu等[29]研究認(rèn)為尿素配施草酸和DMPP可抑制土壤的硝化作用,使得氨態(tài)氮能在土壤中保留時(shí)間較長(zhǎng),同時(shí)也改變了土壤中銨態(tài)氮與硝態(tài)氮的比例并在一定程度上減少氮素?fù)p失的觀點(diǎn)一致。

本研究中,3種氮肥配施草酸的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率均高于單施氮肥,與薛文濤等[16]、盧越等[17]的研究結(jié)果一致,說(shuō)明土壤中添加一定量的有機(jī)酸,可在一定程度上改良土壤的理化性質(zhì);硝酸鉀配施草酸+DMPP和硝酸鉀配施草酸+NBPT處理培養(yǎng)15和30 d的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率均較相應(yīng)的單施硝酸鉀處理有所降低,但培養(yǎng)90 d的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率較相應(yīng)的單施硝酸鉀處理有所升高;氯化銨配施草酸+DMPP處理培養(yǎng)15 d的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率最高達(dá)45.48%,表明氯化銨配施草酸+DMPP后氯化銨在土壤中水解并使土壤發(fā)生酸化作用,土壤pH降低,土壤硝化細(xì)菌繁殖受到抑制,土壤中銨態(tài)氮含量由于土壤硝化作用減弱而大量增加且易被土壤固定,在土壤濕度為30%條件下,氮素也不易轉(zhuǎn)化為不穩(wěn)定的硝態(tài)氮而流失;尿素配施草酸+DMPP處理培養(yǎng)90 d的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率均高于對(duì)應(yīng)的單施尿素和尿素配施草酸處理?？梢?jiàn),氯化銨和尿素分別配施草酸+DMPP對(duì)延長(zhǎng)氮素在土壤中遷移時(shí)間的效果較佳。

本研究還發(fā)現(xiàn),硝酸鉀和尿素分別配施草酸+抑制劑各處理的土壤可溶性無(wú)機(jī)氮百分率均低于20.00%,可能與硝酸鉀施入土壤后氮素以氮?dú)夂脱趸瘉喌男问健⒛蛩刂械牡貥O大部分以氣態(tài)氨的形式發(fā)生流失有關(guān)[30]。此外,由于土壤類(lèi)型不同,尤其是土壤粘性及土壤膠體的吸收與吸附-解吸能力存在差異[31]也會(huì)影響土壤對(duì)氮素的吸附能力。因此,氮肥在喀斯特不同類(lèi)型土壤中的施用效果仍有待進(jìn)一步探究。

4 結(jié) 論

硝酸鉀、氯化銨和尿素分別配施草酸均能提高喀斯特土壤的可溶性無(wú)機(jī)氮含量,促進(jìn)氮素向深層次土壤遷移,氯化銨和尿素分別配施草酸+DMPP均可延長(zhǎng)氮素在土壤中的遷移時(shí)間,提高土壤可溶性無(wú)機(jī)氮含量,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可參考應(yīng)用這些高效利用氮肥的施肥方式。