對農業(yè)土壤中可溶性有機氮的成分研究論文

對農業(yè)土壤中可溶性有機氮的成分研究論文

　　引言

　　農作物的生長(cháng)需要大量的氮素,需要施用大量的化肥來(lái)增強農業(yè)土壤的氮素肥力,但是化肥氮不能長(cháng)久地留存在土壤中,大量施用有機肥才是培育土壤氮素肥力的有效途徑。目前,隨著(zhù)對農業(yè)生態(tài)問(wèn)題的關(guān)注,可溶性有機氮在農業(yè)土壤中的作用已經(jīng)備受重視,所以,研究農業(yè)土壤中SON的測定方法、在土壤氮素供應和轉化中的作用,具有重要的理論和現實(shí)意義。

　　 1 SON的測定方法

　　農業(yè)土壤中的可溶性氮可用水浸提,但水浸提會(huì )造成土壤擴散,導致難以獲得精確的數據進(jìn)行分析。部分鹽溶液已用于氮的浸提,但鹽浸提會(huì )破壞土表的吸收平衡而釋放出有機氮,不利于溶解。農業(yè)土壤中的SON不能直接通過(guò)浸提測量,必須從總的可溶性N(TSN)濃度中排除礦質(zhì)N的濃度進(jìn)行判定。近幾年,一些簡(jiǎn)易、快捷和自動(dòng)化的測定方法已運用于TSN的常規分析,推動(dòng)了SON的測定。在對農業(yè)土壤中的可溶性氮的測定中,可采用電超濾法(EUF),該方法不僅能提取礦質(zhì)N(EUF-NO3)有機N(EUF-Norg),還能夠判定營(yíng)養釋放的速率,相比其他方法更具優(yōu)越性,但EUF法工作量較大、成本較高,并且與土壤浸提法相比存在結果差異。

　　 2 SON在N轉化中的作用

　　DON是有機氮的重要構成部分,因其具有流動(dòng)性和有效性的特點(diǎn),在氮的礦化、固定、淋溶、植物吸收等動(dòng)態(tài)過(guò)程中具有不可替代的作用。

　　2.1 DON與礦化

　　礦化主要是研究土壤礦質(zhì)N大小的變化,沒(méi)有重視SON及其轉化。然而,N的形態(tài)決定了它的利用價(jià)值,所以判定有機質(zhì)是礦化成NH4+-N還是轉化為SON是非常有必要的。DON含有許多難溶、難分解的物質(zhì),但其在氮的礦化過(guò)程中占據非常重要的位置。Mehgel和Appel指出CaC12浸提的SON量是砂質(zhì)土中可礦化有機N庫的確切指標,這是由于這個(gè)庫與凈N礦化量有關(guān);Kielland指出極地凍土氮基酸的迅速換新造成高速率的總N礦化;Mengel研究了17塊農田、1座森林、2片草原的土壤中氮礦化與土壤可溶性氮庫之間的關(guān)系,他們發(fā)現氨基N與凈N礦化之間的密切相關(guān)[1]。

　　2.2 DON與固定

　　NH4+是被土壤微生物消化和固定的N的主要形式,經(jīng)典的礦化作用,即固定作用理論(MIT)認為全部吸收的N都源于礦質(zhì)N,但是,許多微生物能夠直接利用低分子量的可溶性有機氮化合物,這表示經(jīng)典的MIT理論可能不準確,而且所涵蓋的信息太單一或簡(jiǎn)化。Barraclough實(shí)驗發(fā)現,在冬小麥的土壤中,全部的氨基N都被土壤微生物群體直接吸收,這表示在礦質(zhì)N固定的同時(shí)SON的濃度顯著(zhù)增加,改變了過(guò)去對土壤中N轉化過(guò)于簡(jiǎn)單的觀(guān)點(diǎn)[2]。

　　2.3 DON與琳溶

　　農業(yè)土壤淋溶液中的DON的濃度超過(guò)礦質(zhì)N的濃度,并且DON是淋溶到農業(yè)土壤中的主要N源,而有機態(tài)氮是氮素融入江河湖泊的主要形態(tài),溫帶氣候條件下農業(yè)土壤中的NO3--N是排水中的主要N源,其中一部分有機態(tài)氮來(lái)源于農作物有機生產(chǎn)系統,DON也是導致農業(yè)土壤中N流失的重要原因。Bergstrom等采取滲漏計法分析了有機肥的淋失狀況,發(fā)現在使用等量氮素時(shí),有機肥淋溶掉的N多于無(wú)機N,造成有機農業(yè)倡導使用有機肥,簡(jiǎn)單地以為施有機肥能夠生產(chǎn)出無(wú)污染的綠色安全食品,其實(shí)實(shí)際情況并不是如此。土壤有機質(zhì)會(huì )阻礙土壤礦物質(zhì)的活性部分,使得淋溶的有機質(zhì)的吸著(zhù)力減弱,因此,應重視有機態(tài)養分在土壤中的移動(dòng)和損耗,可溶性有機態(tài)氮在其中的影響需要進(jìn)一步探究[3]。

　　2.4 植物與徽生物對DON吸收的相互競爭

　　由SOM的礦化及植物殘渣釋放的N一直以來(lái)被認為是植物吸收的主要N源,植物可以直接吸收NO3--N,在某些特定環(huán)境下,可溶性有機氮是植物可吸收的主要氮源。土壤中的有機氮是不斷變化的,植物以及微生物都能吸收利用土壤中的有機氮,因此,植物與微生物在對DON吸收方面存在對立關(guān)系。在農業(yè)土壤中,有機N化合物對植物根的有效性較小,但并不表示這部分不更新或者不向植物提供N,有關(guān)研究表明,植物與微生物能較快地主動(dòng)吸收施入土壤中的氨基酸,但兩者之間存在相互的競爭。Henry等的實(shí)驗結果表明,微生物吸收的氮比植物高出許多倍,這表明微生物競爭N素養分能力比植物強,但Hodge等則認為,植物競爭N素養分能力比微生物強,所以需要進(jìn)一步的研究才能確定浸提的SON中究竟有多大部分被植物吸收并利用。

　　 3 結語(yǔ)

　　農業(yè)土壤中淋溶出的NO3--N影響了人類(lèi)健康以及生存環(huán)境,及其在作物營(yíng)養中的重要性已引起研究者的注意,但是農業(yè)土壤中的SON的轉化和通過(guò)DON淋溶的流失卻未能獲得足夠的重視。在未來(lái)的研究過(guò)程中,還需要進(jìn)一步探究SON與其他形式N的有效性指數之間關(guān)系,以明確SON的最終去向。

　　 參考文獻

　　[1] 郭景恒,張逸,何騫.氮沉降影響下酸性森林土壤中水溶性有機氮的分布特征[J].環(huán)境化學(xué),2011,30(06):1121-1124.

　　[2] 張彪,高人,楊玉盛.萬(wàn)木林自然保護區不同林分土壤可溶性有機氮含量[J].應用生態(tài)學(xué)報,2010,21(07):1635-1640.

　　[3] 趙鵬,陳阜,李莉.秸稈還田對冬小麥農田土壤無(wú)機氮和土壤脲酶的影響[J].華北農學(xué)報,2010,25(03):165-169.