全 文 ：第 l2卷 第 1期
2 0 0 4年 1月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vo1．12 No．1
Jan．， 2004
不同氮肥施用后土壤各氮库的动态研究
巨晓棠 刘学军 张福锁
(中 国农业大学植物营养 系 北京 100094)
摘 要 盆栽试验研究不同N肥施用后土壤各 N库的动态结果表明，等 N量均匀混施下尿素、碳酸氢铵、硫酸铵
和硝 酸钙 4种 N 肥处理小 麦生物量 和吸 N 量均无显著 差异。NH4+-N 肥和 酰胺态 氮肥的硝化作 用在 14d内完成
尿素 、碳酸氢铵和硫酸铵处理土壤微 生物 N含量均 随作 物生长 呈下降趋势 ，这 可能是作物 对微 生物 库的消耗 所
致 。作物对“老 固定态”铵 的利 用能力很 弱。施入 NH N 肥或 酰桉 态氮肥前 期 显著 增加土壤 固定 态铵含量 ，并被
作物生长 后期吸收利用。4种 N 肥表观 回收率、表现损失和 固定率均无 显著 差异 。
关键词 N肥 NH N N0 ～N 土壤微 生物 N 土壤 固定 态铵
Dynamics of different soil nitrogen pools after appIying different types of nitrogen fertilizers．JU Xia~Tang，LIU Xue—
Jun，ZHANG Fu—Suo(Department of Plant Nutrition，China Agricultural University，Bering 100094)，CJEA，2004，
12(1)：92～94
Abstract The dynamics of different soil nitrogen pools after applying different types of nitrogen fertilizers were studied by
pot experiment．The results show that the wheat biomass and nitrogen uptake have no significant difference by mixed ap—
plication of Urea，NH4HCOa，(NH4)2SG ，and Ca(N()3)。with the same rate of nitrogen applied．Nitrifications of am—
monia and urea type nitrogen fertilizers were completed in 14 days．The sOil microbiomass N decreases with crop growth
under Urea，N HC()j，and(NI-h)2 SO4 treatments，which may be caused by crop uptake．The utilization of old fixed
N by crop is weak．Soil fixed NH4 is increased after the application of nitrogen fertilizers，and this kind of fixed NI-I,一
can be uptaken by crop in growing period．The apparent nitrogen recovery rate，loss rate and fixed rate have no significant
difference among four nitrogen fertilizer types
Key words Nitrogen fertilizer types，NI-I4 N，NO,N，Soil microbiomass N，Soil fixed NH4
目前农业生产使用大宗 N肥主要有酰胺态氮肥、铵态氮肥和硝态氮肥 ，国内外已对不同 N肥土壤 N素
转化进行大量研究。 ，而对施肥后土壤主要 N库动态研究 尚少见报道。为此盆栽试验研究了不 同 N肥施
用后对作物生物量和吸 N量的影响及土壤各 N库的动态变化 ，为探讨 N肥在土壤中转化提供参考依据。
1 试验材料与方法
盆栽试验土 壤采 自中国农业 大学科学 园试验地 ，为壤质草 甸褐土 ，土壤有机质含 量 26．7g／kg，全 N
1．43g／kg，有效磷 41．9mg／kg，有效钾 95．5mg／kg，土壤容重 1．32g／cm。，pH值 8．2。试验设未施 N肥(CK)、
施 N150mg／kg(尿素 ，处理 I)、施 N150mg／kg(碳酸氢铵 ，处理 I)、施 N150mg／kg(硫 酸铵 ，处理 Ⅲ)和施
N150mg／kg(硝酸钙 ，处理 Ⅳ)共 5个 处理，底肥施磷 酸二氢钙和硫酸钾 ，施用量分别 为 P：O 100mg／kg和
K，O150mg／kg。试土装盆前先将肥料与土壤混匀，每盆(直径 8cm x高 10cm)装风干土 235g且加 50mL水
湿润土壤，均匀播种 20粒“农大 518”催芽小麦种子并覆 15g风干土。将播种后培养钵随机置温室中培养，
土壤水分控制在田间持水量的 70％左右，7d后每盆匀苗留 12株。小麦生育期内分别于施肥后 2d、4d、7d、
14d、21d和 28d 6次取样 ，重复 3次 ，测定植株地上部 和根系生物量和含 N量。称取 12．0g新鲜土样置于
250mL塑料瓶 中，加 50mL(浓度为 lmol／L)KC1溶液振荡 1h后过滤 ，滤 液冷冻保存 ，采用连续流动分 析
仪 法测定 滤液 中NH 一N和NO 一一N含量。用 氯仿熏 蒸一0．5 mol／LK：so4浸提法 。测定 土壤 微生物 N，用
Silva—Bremner法 测定土壤 固定态铵 ，用凯氏定 N法测定土壤全 N和植株全 N含量 。
*中国科学院陆地生态过程开发实验室开放基金项目资助
收稿 日期：2002·10·16 改回日期：2002—11—19
第 1期 巨晓棠等 ：不同氮肥施用 后土壤各 氮库的动态研 究 93
2 结果与分析
2．1 施用不同 N肥对小麦生物量及吸 N量的影响
由图 1和图 2可知，施用等 N
量尿素、碳 酸氢铵 、硫酸铵 和硝酸
钙处理小麦 生物量和吸 N量均无
显著差异 ，但均显著高于未施 N肥
处理。未施 N肥处理 14d后 小麦
生物量 略增 ，其 吸 N 量却 不再增
加 。充足供 N时 4种 N肥间生物
效应并无显著差异。
2．2 不同 N肥施用后土壤 NH4+-N
棚
霉
0 20 30
生长天数／d
250
—
2oo
曲
盖1 50
善
复lo
50
0
10 20 30
生长天数／d
及 NO3-N含量的变化 图1 不同N肥处理小麦生物量变化 图2 不同N肥处理小麦吸N量变化
由图 3可知施 硝酸 钙处 理与 Fig·1 WheaI bioma~of diferent nitrogen fertilize『s Fig 2 N-uptake of diferent nitrogen fertilizers
未施N肥处理土壤NH 一N含量接近 ，始终保持较低水平 ，这反证了土壤NH4-N含量测定结果的准确性：
90
—
70
50
姜
Z
+ 30
乏
10
一 10
生长天数／d
30
图3 不同施肥处理土壤 NH4+-N含量动态变化
Rg 3 Dyn~ cs of NH ‘ in soil of diferent treatments
10 20 30
生长天数，d
图4 不同施肥处理土壤 NO3--N含量动态变化
Fig 4 Dynami~of NO3-N in soil of diferent treatments
I、Ⅱ和 Ⅲ处理土壤 NH ‘。
含量变化趋 势相 似，但施 肥
7d后 I处理土壤 NH 一 含
量略高于 Ⅱ和 Ⅲ处 理 ，这 可
能是因尿素逐渐水解延缓了
NH4*-N 的生 成 所 致。施 肥
14d后 I、Ⅱ和 Ⅲ处 理 土壤
N N含量降低 ，且均接近
对照水平 ，其 原因是 硝化作
用和作 物吸 收所致 ，可 推断
硝化作 用在 14d前 已完成 ，
该阶段土壤中维持较高的 NH4-N浓度可能是氨挥发主要发生期。由图 4可知Ⅳ处理土壤 NO3-N含量维
持较高水平 ，其原因是硝酸钙肥料的 N素全部 以 NO3-一N形式存在 ，而 Ⅲ处理土壤 N()3-N含量略低 于 I和
Ⅱ处理 ，这可能是因 Ⅲ处理土壤固定态铵含量高所致。 I和 Ⅱ处理土壤 NO3-N含量均于施肥 4～7d达高峰
值 ，之后随作物吸收而显著下降，至施肥 28d各处理土壤NO3一N含量均接近 0，此时作物几乎耗尽土壤全部
NO3一N 和 NH4+一N。
2．3 不同 N肥施用后土壤微生物 N及固定态铵含量的变化
由图 5可知 I、Ⅱ和 Ⅲ处理土壤微生物N含量随作物生长而呈下 降趋势 ，这可能是 因作物对微 生物N
库消 耗 所 致。 Ⅳ处 理 土 壤
微生物 N含 量呈无 规律 变
化 ，其原 因 尚不 明确。对照
处理土壤微生物 N含量开 主60
始下降，之后逐渐上升至原 叠40
水平 ，这可能是 因未施 N肥 ，
作 物前 期生 长 消 耗 了土 壤
微生物 N，后期 根系活 动则
有利 于 微 生 物 的 培 育。 由
0 20 30
生长天数 ／d
0 20 30
生长天数 ，d
图 6可 知 Ⅳ 与对 照处 理 土 图5不同施肥处理土壤微生物N含-动态变化 图6不同施肥处理土壤固定态铵含-动态变化
壤 固定 态 铵含 量 变化 趋 势 Fig．5 Dynarni 0f microbial bmms N in diferent treatments Fig．6 Dynamics of soil fixed N in diferent treatments
相似且均基本保持不变，f-．~T土壤原有固定态铵的变化，说明在其他 N库参与供 N下，土壤“老固定态
∞ ∞ 加 ∞ ∞ ∞ 柏 加 0
_昌 ∞E、z-l^0z
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Ⅲ，捌扣鳝 议叵
94 中 国 生 态 农 业 学 报 第 l2卷
表 1 不 同施肥处理小麦播种前与收获后
土壤固定态铵含量 的变化
Tab．1 The changes of content of soil fixed NH before
．sowing and after harvesting in different treatments
处 理 固定态铵含量／mg·kg Content of fixed NH[
Treatments 播种前 收获后 收获后一播种前
Before After Harvesting一~ wing
sowing harvesting
CK 150．9a
I I50 9a
Ⅱ 150．9a
Ⅲ 150 9a
Ⅳ 150 9a
159，7a
I55 9a
159 7a
164．5a
155 9a
8．8
5 0
8．8
1 3 6
5 0
铵”中 NH 被土壤 固定较牢固 ，对 作物的有效性很 低=
I、Ⅱ和 Ⅲ处理土壤 固定态铵含量在 2d前均达高峰值 ，
表明土壤黏粒对肥料 N的固定是快速化学反应过程，之
后随植物生长而土壤固定态铵含量逐渐下降 ，至 28d接
近对照水平 。3种肥料被土壤黏粒 固定和释放 的过程无
明显差异。统计检验结果表 明，各施肥处 理小麦 播种前
和收获后土壤固定态铵含量并未发生明显变化(见表 1)，
施肥前期土壤对 NH 的 固定避免土壤中高浓度铵 而引
起的氨挥发损失 ，且这部分被固定 的铵在 生长后期 可被
作物吸收利用。
2．4 施用不同 N肥肥效比较
施人等 量化肥且小麦生长 28d后各处理土壤
含量均与对照相当(见表 2)，且土壤无机氮几乎全部被作物消耗 ，施用 4种 N肥作物吸 N量及其表观回收
率 、N素损失和固定率均无显著差异，表明均匀混施时肥料品种对 N肥表观回收率无显著影响 ，而未回收的
N素主要以氨挥发形式损失或被土壤有机质固定。
表 2 施 用不 同 N肥肥效 比较
Tab 2 The comparison of fertilizer efective applying different nitrogen fertilizers
CK
I
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
0
150
150
150
150
6．2
5 2
4 5
6 5
5 7
93 6
l98 5a
21 3 0a
210 8a
21 1 9a
72 6
69 2a
78 5a
78 3a
78 5a
30 7
21 4
21 6
21 4
生育期净矿化量：对照作物吸N量+对照土壤残留 一对照起始N ，表观N肥利用率：堕 { ×10％．
N肥表观损失与固定率=1一表观N肥利用率。
3 小结与讨论
田间试验施用等 N量不同N肥肥效不同，且该差别因施用方法而异 ，特别是表施 N肥时处理Ⅳ肥效
显著高于 I和 Ⅱ、Ⅲ处理 ，其差异主要是 因不 同肥料的氨挥发损 失不 同所致 。不同 N肥在土壤 中转化过程
有所差异，但 N肥与土壤完全均匀混合时作物对 N肥表观利用率及损失和固定率均无显著差异。
参 考 文 献
李光锐等 尿素在石灰性土壤中的移动、分解和转化的初步探讨 中国农业科学，1985(1)：73～76
王秀君，罗盛国．尿素肥效的影响因素及其施肥技术 土壤学进展，1995(1)：21～26
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