全 文 ：第 l0卷 第 1期
2 0 0 2 年 3 月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
V【】【】0 No 】
March， 2002
添加无机氮磷与有机肥对土壤有机氮矿化的影响
刘晓宏
中国科学院寒区早区环境与 工程研究所 兰州
郝明德
7300)(案国弱学肇水土保持研究所杨陵71 210)
摘 要 研究分析黄土高原农束厩虎(有机肥)矿化量曲线表明．有机肥中有机氪对土壤供 能 便在施用韧期有
一 定煎果．但其对土壤有羲氪的贡敲并不大。加八无机氪磷南有机肥后如降去带，、曲有技氯素．对土壤碌市刍!i有
机氲舟解无俚进作用．且矿化量还有一定程度的减少。加^ ＼、P恐后．倪粮堇 3年轻诈处理矿化量有所增加，为
+6 3％；其余禚地、玉米连忙、粮饲豆 4年轮l作矿ft量均减少，其藏唱分别为 35 3％、34 8％ 44 6％ 加凡有机
肥后，跨有机肥84d矿化量外．倪裸地处理矿化量有所增加(171 6一 )．其采处理 亿量均减少。
关键词 无机氟 有机肥 有机氪矿化
Effects of adding chemi~l nitrogen and pho~phorus on mineralization of soil organic nitrogen LIg XiarMlong((hold
and．arid Regior~ Etlvironnmnt and Engineering Research Insthu*e，Chinese Academy ()f Sciences． Lanzhou 730000)，
HA()Ming De(Institute of s0l1 and Waler Conservation．Chine-se Academy 0f Sciences and Ministry【】f wat Resourc ．
Yan irtg 712100j，CJEA ．2002．10(】)：54～56
Abstract The mineral cun of tTl&nure on the L0ess Plateau are analyzed it is sho~ql that there are sonl~efecl 0n the
initial stages of application oforganic-N in inant~re，but the efects are not too great There is ItO boosted action to 1he de—
composition of organimN after adding chemical N，P，and manure．and also the amou r of mineralization is decreasol
Adding N and P，the argtoltrt of mineralization of 3 years forage rotation of crop-grass is rmsed 6 3％ ．and others re—
duced Adding~lanure，the&Flol3nt 0f minera]ization Ls reduced except bareness disposal(+171．6|{6)
Key words Chemical nitrogen．Manure．Mineralization Of sol organic—N
土壤供 N能力决定施用 N肥的效果。在一定时间内土壤有机氮矿化产生的矿质氮量取决于温度、水
分、pH值、植物残体性质和数量以及其他养分含量等因素。化学 N肥和有机肥施人土壤后对土壤中的离子
平衡和微环境均造成一定变化，土壤有机氮的矿化过程和矿化量因而受到影响 在长期轮作与施肥试验基
础上研究了施用化肥和有机肥对有机氮矿化过程的影响，为合理施用 N肥提供理论依据。
l 试验材料与方法
试验位于陕西省长武县西十里铺村南 lkm，于 1984年开始布置在未进行灌溉的旱作农耕地上进行，土
壤为黄盖粘黑垆土，耕层土壤有机质含量为 10．5g／kg、全 N为 0．57g／kg，土壤碱解氮含量 37mg／kg，速效磷
为 2．Omg／kg，试验区大部分土壤贫 N少 P，K素丰富。选择玉米连作(NPM)、粮草 3年(NP)、粮草 8年
(NP)、粮饲豆 4年(NP)、裸地处理耕层土壤进行试验，所有处理 N(尿素)为纯 N120kg／hm ，P(过磷酸钙)为
P：O 60kg／hm ，M(有机肥)为厩肥 75t／hm 。于 i997年播种和施肥前采集各处理 0～2Ocm土层土样及有机
肥样品，风干过 2ram筛备用 土壤有机氮矿化培养试验采用 Stanford G．等好气培养间歇淋洗法 ．称取
t0g过 2ram筛土样与等量石英砂混合 ，加少量蒸馏水形成土砂混合物并移入底部铺有玻璃丝的桶形诵斗
中，用 l00mL浓度为0 01mol／L的氯化钙溶液分多次淋洗 土壤中的矿质氮，加入 25mL的无氮营养液
(0 O02mol／L硫酸钙、0 002mol／L硫酸镁、0．005mol／L磷酸二氢钙、0．O025mol／L硫酸钾)，漏斗13用塑料薄
膜扎往，并扎2个小孔通气，多余水分在 60cm汞柱负压下抽去，置培养箱 35C温度下培养。每 14d用
0 0imol／L的氯化钙溶液 6OraL淋洗，收集淋洗-蕊后再加人 25mL的无氮营养液继续培养，测定淋洗渣中的
矿质氨，共培养 84d。将各处理土样及有机肥按以上方法进行 84d培养，淋洗，测定其NO 一N和 HN 一N
含量。
x 国家重大 自然科 学基金项 目(49890330)部分研究内容
收稿 日期 ：2000—03-06 改回 日期 ：2000-04—06
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第 l期 刘 晓宏等 ：雨加无机氮磷与有机肥对土壤有机氨矿化的影响 55
2 结果与分析
2．1 有机IE(土粪)矿化特征
对长期轮作施肥试验所用有机肥进行分析 、矿化培养 ，有机肥基 30
本理化l生质为全 N 2 65g／kg，有机质 106g／kg，速效磷 109．3mg／kg，速 一 ”
效钾3644 8mg／kg 将有机肥进行84d矿化培养，培养过程同耕层土 琶
壤培养 除在 14d淋洗出的矿质态氮较高外(见图 1)．14d以后 、28d、i 。
42d直到 84d淋洗出的矿质态氮量均很 少．几乎可以忽 略。而一般情 ．
况下施用有机肥对作物产量均有明显的增产作用，但从有机肥矿化曲
线来看．除初期可供给作物较大量的矿质氮养分外，而后期基本不能
提供给作物有效养分 故增施有机肥对作物的增产效应，除初期释放
的矿质氮外 ，更有效的可能是加入了大量 的有益微生物种群 ，加快土
壤有机质的分解，进一步改善土壤的物理性状，促进了作物根系的生
长所致 。
2．2 添加无机氮磷对矿化过程的影响
时间／d
图 2 添加 N P对有机氲矿化 影响
Fig 2 Effects olt mlnera[izalion of organic nitrqgen
after added N and P
时间
图 l 有机肥矿化培养
添加无机氮磷的标准为 N lOOmg／kg．磷( )80mg／kg；
图2是以未加 NP和有机肥培养前矿化氮量与添加 NP和有机
肥后 ．土壤同期培养矿化氮量之 比值为纵坐标，时间为横坐标
所绘。由表 l可知，各处理不同时间的矿化量随无机氮、磷的
加入，淋洗出的矿质氮明显增加：从 84d处理培养淋洗总量
看，如除去加入的无机氯，仅粮草 3年轮作处理矿化量有所增
加，增幅为6．3％；其余裸地、玉米连作、粮饲豆4年轮作矿化量均
减少 ，减幅分别为 35 3％、34 8％和 44 6％；而对粮草 8年轮作
如除去加入的无机氯，无矿质氮矿化出，即可能的矿化量小于被
固定有效氮量。对有机肥的加入，除裸地处理(减去有机肥 84d
矿化量 28 9rng] )矿化量有所增加外(+171．6％)，其余处理
矿化量均减少。前人研究曾说明N的激发效应仅是一种表观现
衰 1 各处 理添加 无机 氨磷与有机肥矿化不 同培养时间矿化■
Tab．1 ．~nount of minera[ization a【different Jncubafion 1ime afler added chemical N．P and[ii&nuru
象，无机氮的添加不能引起土壤有机氮的加速分解，无机氮的添加可增加植物对有效氮的吸收，但以减少对
土壤 N的固定为交换 。故添加 NP后淋洗出的矿质氮可视作是有机氮矿化出矿质氮和加入氮在土壤各项
中达到平衡后可淋洗出的氮。由图 2可知，添加无机 NP变化所有的比例均<1，最大仅 0．8．故添加后淋洗
出的矿质氮总量均大于添加前矿化氮量。由于无机氮(100mg／kg)的加入使土壤中 No 、N卜L’离子大量增
加，土壤的吸附量增大，部分无机态铵进入到土壤晶格中固定起来，同时也有部分固定态铵从土壤晶格释放
出来，使淋洗的总矿质氨量增加 由于长期不同的轮作施肥，各处理土壤对 No 、NH 的吸附固定能力发
生变化 ，粮草 8年轮作处理在添加无机 NP后 ，对加入的矿质 氮其吸附固定能力低于其他处理．减少 了淋洗
出的矿质氮；在 14-28d培养内粮草 8年轮作比值急剧下降，为 O．7～0．4，在 28d达到最低点，此时土壤对
矿质氮的固定已达到平衡状态，此后淋洗出的矿质氮量也开始减小。其余处理除裸地处理在 14-28d培养
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中 国 生 态 农 - 学 报
时『可，d
图 3 添加 有机肥对 有机氮矿化影 响
Fig 3 Elfeels on mineralization of organic nitrogen
after added i~tFturc
知，在 I4～28d内各处理间存在着较大的差异
壤对土壤溶液中各种离子调节能力的不同
第 l0卷
比值有所下降外，其余均呈持续上升趋势 粮草 8年处理吸附
同定矿质氮的能力弱 ，玉米连作施肥处理次之 ．粮草 3年和粮
饲豆 4年轮作 问差 异不大，而 以裸地处理 为最大 由图 3可
知，由于有机肥在矿化韧期可释放出大每的矿质氮，故粮草 8
年轮作表现 出与前图相同的变化趋势，进一步说明其具有较小
的吸附固定能力一玉米连作施肥和粮草 3年轮作在 28d培养
以后也呈 七升趋势 ．而粮饲豆 4年和裸地处理则呈水平状 ，添
加有机肥前后矿化量基本无变化j从有机肥的矿化特征曲线
可知 ，有机肥对矿化淋洗 出矿质氯量的影响主要 在 14～28d，
而在 28d后淋洗出的矿质氮量基本很少，可以忽略。后期则主
要是土壤微生物在起作用，从以上差异反映了长期轮作施肥对
土壤有机氮的数量和物理性状的改变 同样由图 2和图 3一，
．也反映 r长期轮作施肥对土壤物理性状的改变，进而影响土
土壤 有机氮 组成的不 同影响 分解后 对土壤 有效 氮的 贡献
lN LJ1一N、N H4。。N)．尤其是 c／N组成 ，土壤微生物的参 加快促进有机氮的分解和利用．微生物活动产
生有机酸及分泌物等均可明显改变土壤微环境，对有机氮的分解造成一定影响。无机氮的加入改变 r土壤
溶液中离子平衡及溶液性质，溶液性质如 pH的改变会影响植物对 N的吸收 和土壤对铵的固定 ；有机肥
的加入不仅带人大量微量元素，且大量微生物种群对有机物质的不同分解过程和特性也会对有机氮的分解
起一定作用。以上差异也可由表 2以经验回归方程式 = × 的系数变化得 出，方 程中 和 为常数
项 为培养时段数 ，-v为各培养时段累积矿化量 ，曲线表征土壤 N素矿化强度(即 曲线 的斜率)和矿化容量
(即曲线上升的高度)：有机肥矿化培养经验回归式为：
加 NP后除粮
草 8年轮作矿化容
量( 减少外 ，其余
处 理均 有 所增 加；
而矿化强度 ( )均
呈减弱趋势。加有
机肥后除玉 米连作
矿化容奄增加外．
其 余处理均 减少 ．
= 17 335~r “ r= 0 997一 (1)
表 2 矿化培养回归方程式
_rab．2 Equation of mineral incubation
矿化强度粮草 3年轮作 、粮饲豆 4年轮作和裸地处理变化不大 ，玉米连作和粮草 8年变化较大
3 小 结
农家有机肥的矿化培养说明除 14d淋洗出的矿质态氯较高外，l4～84d培养淋洗出的矿质态氮量很少，
故初期可供给作物较大量的矿质氮养分，而后期基本不能供给作物有效养分； 84d淋洗总量看，如除去加
入的无机氮，仅粮草 3年轮作处理矿化量有所增加，其余裸地、玉米连作、粮饲豆4年轮作矿化量均减少 对
有机肥的加人，除裸地处理(减去有机肥 84d矿化量 28 9mg／kg)矿化量有所增加外(十171．6％)，其余处理
矿化量均减少；而 14～28d内各处理间矿化量未加人与加入 NP及有机肥存在较大差异 反映了长期轮作施
肥对土壤有机氮数量和性质及理化性状的变化，进而影响土壤对土壤溶液中各种离子调节能力的不同
参 考 文 献
J 蒂斯代尔 S 1⋯ 纳尔逊 w L 土壤肥力-~Jle,N 北京：科学出版社，J984
2 沈善敏 无机葱对土壤氟矿化与固定的影响 土壤学报 ，1986(21：10～16
3 何文寿．李生秀 营养液PH对小麦生长和吸收硝态氨和铵悫氟的影响 土壤，1 998(3)：J 23～1 24
4 朱兆良．陈荣业 蓦州地区平田黄混土氮素供垃过程特点段与氮肥施用方法的关系 土壤学报
． J 979(8 ：218～233
5 Stanford G ，Smith S j Nitroge~mineralization potentials of soils s0】J science A~ner Pmc 1972
． 36 465～472
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