有机物料输入对干润砂质新成土可溶性有机碳_氮的影响

摘要：对采集于干润砂质新成土不同土层土壤分别添加高C/N（黑麦草）和低C/N（苜蓿）有机物料后进行了室内培养试验。结果表明，各土层土壤添加有机物料后，均存在不同程度的矿质氮微生物净固定现象，且氮固定时间及程度与有机物料的C/N 和土壤层次密切相关，添加高C/N 黑麦草的深层低肥力土壤氮固定现象最明显。添加有机物料后，培养期间可溶性有机碳（DOC）累积量前期较高，中期先减后增，后期趋于稳定，不同土层土壤DOC 的变化有所不同。0~20、20~40 cm 可溶性有机氮（DON）累积同时受矿质氮固定影响，低C/N 苜蓿残体加入土壤后，在短暂氮素固定后，后期DON 累积量明显提高；而加入高C/N 黑麦草残体后，在较长时间内DON 累积量无明显增加。添加有机物料导致培养前期土壤DOC/DON 上升，随后降低。以上研究结果表明，如果从增加干润砂质新成土土壤有机质角度考虑，应该种植高C/N 比的植物。因此，研究有利于进一步深入理解土壤溶液速效C、N 养分的来源及其转化，对该地区土壤质量的调控具有一定参考价值。

    溶解性有机物（Dissolved Organic Matter，DOM）是土壤和自然水体中常见组分，由于其水溶性特点，DOM 被认为是陆地生态系统和水生生态系统中非常活跃和重要的化学组分之一，是养分在生态系统中运移及循环的方式之一。DOM 与土壤生物地球化学过程、成土作用、微生物生长及污染物在土壤中迁移等过程紧密相关，显著影响营养物质，特别是氮素的供给及有效性。近年来，随着测定技术的发展，可溶性有机碳（Dissolved Organic Carbon，DOC）及可溶性有机氮（Dissolved Organic Nitrogen，DON）在不同生态系统碳、氮养分循环中的作用已引起不少研究者的高度重视[1-4]。
    随着我国农业产业结构调整，初、次级生产发展导致的剩余养分资源增多，那么如何更好地利用这些养分资源，做到既促进增产，又保证环境质量？一般认为：C/N 比值高的有机物料进入土壤后，因易分解的能源（主要是碳源）物质丰富，土壤矿质氮表现为净生物固持；随着能源物质消耗，C/N 比逐渐降低，微生物固持氮会重新释放出来[5]。因此，研究添加不同C/N比有机物料土壤有机氮矿化特征及有效氮固持时间长短，对于降低农业生产成本、合理进行土壤培肥及减少大气、水体氮污染有重要科学意义。
    研究表明，一些富含有机碳的外源有机物料施入土壤后，通过微生物降解在短期内会产生高浓度水溶性有机物（可从土壤本底的0.2~0.8 mg·kg-1 增加至8～12 mg·kg-1）[6-7]。倪进治等[8]进行的培养试验表明，红砂土中加入稻草秸秆和猪粪后，DOC 含量与对照相比均有较大幅度提高，尤其在有机肥加入后第1 周效果显著，随培养时间推移，土壤中DOC 逐渐降低，在潮土中发现具有相同变化趋势。在北方石灰性土壤，植物残体腐解过程对土壤有机氮矿化及水溶性有机碳、氮会产生如何影响？迄今鲜见报道。因此，本试验以黄土高原水蚀风蚀交错区干润砂质新成土不同土
层土壤为培养土样，通过添加不同C/N（高C/N 的黑麦草和低C/N 的苜蓿） 有机物料的室内培养试验，研究添加田间试验收获黑麦草及苜蓿冠层和根系等有机物料后，土壤有机氮矿化及DOC 和DON 的动态变化，以期为提高土壤质量，维持生态系统的可持续发展等提供基础。