全 文 ：收稿日期：!""#$"#$"% 接受日期：!""#$&&$&’
基金项目：国家自然科学基金（(")"!""’）；西北农林科技大学创新团队项目资助。
作者简介：李紫燕（&(#*—），女，山西柳林人，博士研究生，讲师，主要从事土壤、植物营养方面的教学和科研工作。
! 通讯作者，+,-："!($*#"&’&#&，./012-：34-25 036 23786 186 89
铵态氮肥对黄土高原典型土壤氮素
激发效应的影响
李紫燕&，!，李世清&，!!，李生秀!
（&西北农林科技大学，中国科学院水利部水土保持研究所，黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，陕西杨陵
#&!&""；! 西北农林科技大学资源与环境学院，陕西杨陵 #&!&""）
摘要：以黄土高原从北向南不同地区典型土壤类型为对象，采用 :;,09,;淹水培养法，研究铵态氮肥对黄土高原典
型土壤氮素的激发效应。结果表明，在测定 <=>? /<的激发效应时，只有考虑粘土矿物对有机氮矿化产物或者添加
<=>? /<的固定，才可获得可靠结果。在培养 !" @和 ’" @时，<=>? /<对不同土类氮素激发效应存在极显著和显著的
影响（!""A"&和 B "A")）；培养 ?" @时，尽管不同土类氮素激发效应也存在很大差异，但统计检验不显著。从整体
评价，<=>? /<对土垫旱耕人为土和黄土正常新成土表现出正的激发效应，而对干润砂质新成土表现出负的激发效
应，对简育干润均腐土在培养 !" @和 ?" @时无激发效应，而在培养 ’" @时，表现出显著的负激发效应。结果还看
出，在培养 ?" @和 ’" @时，<=>? /<对农田土壤表现出负激发效应，对林地和裸地土壤表现出正激发效应，而草地土
壤在培养 ?" @时为正激发效应；培养 !" @和 ’" @时无激发效应。添加有机物料在培养 !" @和 ?" @时对激发效应
的影响不显著（! C "A"*#!和 "A&’?&），培养时间延长至 ’" @时影响显著（! C "A"?(）。添加紫花苜蓿（"#$%&’() *’+%,
-’）后，<=>? /<在培养 ?" @时表现出正的激发效应，而添加长芒草（.+%/’ 012(#’2’ +;296）却在培养 !"、?"和 ’" @时均
表现出负的激发效应，不添加有机物料在培养 !"、?"和 ’" @时均无激发效应。
关键词：黄土高原；氮素矿化；氮素激发效应；铵态氮肥
中图分类号：D&)%A’ 文献标识码：E 文章编号：&""*$)")F（!""*）")$"*’’$"*
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L,9 6 +K, O;2029L ,RR,8Q3 PR <=>? /< P9 3P2- 92Q;PL,9 29 @2RR,;,9Q 3P2-3 7,;, 32L92R2819Q-J @2RR,;,9Q P9 !" @ 19@ ’" @（!"
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植物营养与肥料学报 !""*，&?（)）：*’’$*#%
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S-19Q
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土壤氮素矿化 H固定转化过程（IJK）与土壤氮
素有效性密切相关。在生产实践中，与这一过程直
接有关的问题之一是无机氮肥的施用是否会加速土
壤有机氮的分解。#L5标记试验表明，施用无机氮肥
后，非标记土壤氮的矿化或植物从土壤中吸收的非
标记氮较不施肥对照增加［#HM］。这一现象被认为是
因无机氮肥的施用加速了土壤有机氮的分解，称之
为激发效应（F=*>*,+ <--<.(）［%HL］。目前在室内测定激
发效应的方法主要通过通气培养方法进行，即加入
肥料氮进行培养后测定施氮和不施氮土壤中未标记
矿质氮的差值［$］。但通气培养中，由于铵态氮的挥
发损失［NHO］、矿物固定［3H#!］以及硝态氮的化学和生物
反硝化损失不可避免［##］，因此用这一方法测定激发
效应存在一定局限性。
本研究试图利用既可防止 567% 85挥发损失，又
可防止 567% 85经硝化转化为硝态氮后发生反硝化
损失的淹水培养法，通过测定培养期间非交换铵态
氮的变化，探讨铵态氮肥对黄土高原主要土壤氮素
的激发效应，同时阐明不同土壤有机物料对激发效
应的影响。
) 材料与方法
)*) 试验设计
试验用土系从黄土高原由北向南依次在神木、
安塞、富县、洛川、杨陵等地分别采取不同植被类型
（林地、草地、农田、裸地）条件下 !—A! .>土层，其
基本性状见表 #、表 A。土壤类型根据中国土壤系统
分类标准确定［#A］。在每田块布 M 点采集，将其混
合，装入密封袋带回实验室后，风干、研磨后过 M >>
筛，以研究 567% 85激发效应及测定有关土壤性质指
标。
以 P Q 5 较高的长毛草（ "#$%& ’()*+&)& K=*, 4）
（P Q 5比为 %M"M）和 P Q 5较低的紫花苜蓿（,+-$.&*/
0&#$1&）（P Q 5比为 A#"N）为供试有机物料。有机物料
经烘干、粉碎，过 !"AL >>筛。
试验设 M个因子：土壤、添加有机物料和铵态
氮肥。土壤包括 A% 个；添加有机物料设不加和分
别加入低 P Q 5的苜蓿（P Q 5比为 A#"N）、高 P Q 5的长
毛草（P Q 5 比为 %M"M）M种情况；铵态氮肥设不添加
和添加（56%）ACR% A 个水平，组成完全方案，共 #%%
个处理组合，每个重复 $次。有机物料和硫酸铵添
加量均按 5 A!! >+ Q S+添加，用 T/=*,+和 U=<>,<=提
出的淹水法培养法（L +土壤 7 #A"L >E蒸馏水）进行
淹水培养，培养管用 O! >E加塞塑料离心管。分别
在培养 !（即回收试验）、A!、%!和 $! 1时浸取 567% 8
5。浸提时，首先加入 #A"L >E A >0# Q E VP@，振荡 M!
>*,，离心，将上清液转移到 #!! >E容量瓶中，然后
加 AL >E A >0@ Q E VP#，搅拌 # >*,，离心，将上清液再
转移到上述容量瓶中，再用 # >0@ Q E VP@ 代替 A
>0@ Q E VP@，搅拌，浸取，用 #! >E蒸馏水代替 VP@，同
前搅拌淋洗 A次，最后用 L >E蒸馏水淋洗 #次，以
上淋洗液均转移至容量瓶中，浸取液定容至 #!!
>E。浸取后继续培养的土壤仍加 #A"L >E蒸馏水在
%!W下培养。在每次浸取后，分别将 A 个重复离心
管中的土壤在 L!W下烘干，研细，过 !"AL >>筛，以
测定非交换性 567% 85，测定时重复 A次以上。
)*+ 测定方法及计算
土壤有机质测定用重铬酸钾 H外加热容法［#M］；
植物样品和土壤全氮测定用开氏法［#%］；土壤可浸
提态矿质氮用 U=<>,<=法浸取，连续流动分析仪测
定［#LH#$］；非交换性 567% 85 用 U=<>,<=8C*@;/=［#NH#O］法
测定。粘粒含量用 I/)(<=)*G<= A!! 型激光粒度分析
仪测定。
在本研究条件下，采用以下 A种方法计算激发
效应，更能反映氮肥激发效应的真实性。
方法 #：!5FX 2［5铵态氮 H 5（) 7 -）H 5铵态氮 H 5（)）H
Y铵态氮 H 5］［#］
方法 A：!5FX 2［5铵态氮 H 5（) 7 -）7 X铵态氮 H 5（- 7 )）］
H［5铵态氮 H 5（)）7 X铵态氮 H 5（)）7 Y铵态氮 H 5］［#!］
式中 5铵态氮 H 5（) 7 -）及 X铵态氮 H 5（- 7 )）分别为加氮土壤
经过培养后测定的交换性和非交换铵态氮；
5铵态氮 H 5（)）及 X铵态氮 H 5（)）分别为不加氮对照土壤经
过培养后测定的交换和非交换铵态氮；Y铵态氮 H 5为
氮肥加入土壤后，立即浸取回收的肥料氮，是加入铵
态氮土壤测定值与不加铵态氮土壤测定值之差。
N$OL期 李紫燕，等：铵态氮肥对黄土高原典型土壤氮素激发效应的影响
表 ! 供试土壤类型
"#$%& ! "’(& )* +&%&,-&. +)/% +#0(%&+
编号
!"#
采样点
$%&’(
经度、纬度
)"*+%&,-’，
).&%&,-’
海拔
/0&%&,-’
（1）
地形
2’33.%*
植被
4’+’&.&%"*
土壤类型
$"%0 &56’
7
神木六道沟
$8’*+1,
977:;<<=7>?@A
!?@;BC=?D><坡地
$0"6%*+ 0.*-
黄豆
!"#$%&’ ()*（)）F’33%00 G$9
<
神木六道沟
$8’*+1,
977:;<<=<><
坡地
$0"6%*+ 0.*-
裸地
H.3’ ("%0 G$9
?
神木六道沟
$8’*+1,
977:;<<=I>C@A
!?@;BC=?B>DA 7
$0"6%*+ 0.*-
紫花苜蓿
+’,%$)-. /)0%1) G$9
B
神木六道沟
$8’*+1,
97::;<<=?>IIA
!?@;BC=B:>BBA 7<7I
坡地
$0"6%*+ 0.*-
裸地
H.3’ ("%0 G$9
D
神木六道沟
$8’*+1,
977:;<7=DC>IA
!?@;BC=B7><@A 77@E
坡地
$0"6%*+ 0.*-
紫花苜蓿
+’,%$)-. /)0%1) G$9
I
神木六道沟
$8’*+1,
977:;<7=DI>CA
!?@;BC=B<>:DA 77@@
坡地
$0"6%*+ 0.*-
黄豆
!"#$%&’ ()*（)）F’33%00 G$9
C
安塞墩山
/*(.%
97:E;7@=D7>7@A
!?I;D7=7?>DIA 7<@E
坡地
$0"6%*+ 0.*-
谷子
2’0)3%) %0)"%$)（)）H’.,J# )K9
@
安塞墩山
/*(.%
97:E;7@=B@>
$0"6%*+ 0.*-
沙打旺
4/03)-)"5/ ),/53-’&/ 6.00 # )K9
E
安塞墩山
/*(.%
97:E;7E=D>@@A
!?I;D7=??>IA 77E?
坡地
$0"6%*+ 0.*-
刺槐
6.7%&%) 8/’5,.)$)$%) )K9
7:
安塞纸坊沟
/*(.%
97:E;7D=E>C
坡地
$0"6%*+ 0.*-
刺槐
6.7%&%) 8/’5,.)$)$%) )K9
77
安塞纸坊沟
/*(.%
97:E;7D=7?>:
$0"6%*+ 0.*-
柠条
$)3)-)&) 9.3/:%&/9%% L"1# )K9
7<
安塞纸坊沟
/*(.%
97:E;7D=E>B@A
!?I;BB=
$0"6%*+ 0.*-
谷子
2’0)3%) %0)"%$)（)）H’.,J# )K9
7?
富县子午岭
M,N%.*
97:E;:@=DD>
坡地
$0"6%*+ 0.*-
裸地（开垦时间较短）
H.3’ ("%0 )K9
7B
富县子午岭
M,N%.*
97:E;:@=DD>
坡地
$0"6%*+ 0.*-
松树
;%&5/ /#"1’/03%/ )K9
7D
富县子午岭
M,N%.*
97:E;:@=DD>
坡地
$0"6%*+ 0.*-
裸地（开垦时间较短）
H.3’ ("%0 )K9
7I
富县子午岭
M,N%.*
97:E;:@=DD>
坡地
$0"6%*+ 0.*-
混交林
F%N’- O"3’(& )K9
7C
富县子午岭
M,N%.*
97:E;
!?D;DE=?B>BBA 77EI
坡地
$0"6%*+ 0.*-
蒿草
<.73’/%) (#./53.%,’/（4%00 #）M%"J% ’& P."0 # QGR
7@
富县子午岭
M,N%.*
97:E;
!?D;DE=?B>BBA 77EI
坡地
$0"6%*+ 0.*-
蒿草
<.73’/%) (#./53.%,’/（4%00 #）M%"J% ’& P."0 # QGR
7E
洛川
),"S8,.*
97:E;
!?D;B?=D<>DA 777I
平地
M0.& 0.*-
紫花苜蓿
+’,%$)-. /)0%1) QGR
<:
洛川
),"S8,.*
97:E;
!?D;B?=D7>@@A 777D
平地
M0.& 0.*-
玉米
=’) ()#/ )# QGR
<7
洛川
),"S8,.*
97:E;
!?D;B?=D<>DA 777I
平地
M0.& 0.*-
紫花苜蓿
+’,%$)-. /)0%1) QGR
<<
洛川
),"S8,.*
97:E;
!?D;B?=D7>@@A 777D
平地
M0.& 0.*-
玉米
=’) ()#/ )# QGR
杨陵
T.*+0%*+
97:@;D=7:>C7A
!?B;7C=B>?DA D<:
平地
M0.& 0.*-
小麦
>3%0%$5( )’/0%15( )# 9K/
T.*+0%*+
97:@;D=7:>C7A
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平地
M0.& 0.*-
小麦
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注（!"&’）：G$9—干润砂质新成土 G(&U$.*-%%S 9*&%("0(；)K9—黄土正常新成土 )"(UK3&8%S 9*&%("0(；QGR—简育干润均腐土 Q.6UG(&%S R("8,U
1%("0(；9K/—土垫旱耕人为土 9,1UK3&8%S /*&83"("0(# 下同 28’ (.1’ V’0"W#
@I@ 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 7B卷
表 ! 供试土壤性质
"#$%& ! ’()*&(+,&- ). -),% /-&0 ,1 .,&%0 &2*&(,3&1+
编号
!"#
有机质
$%
（& ’ (&）
全氮
)"*+, !
（& ’ (&）
粘粒含量 -,+.
（ / 0100233）
（4）
起始 !567 8!
9:;*;+, !567 8!
（3& ’ (&）
非交换性铵态氮
!":8<=>?# !567 8!
（3& ’ (&）
2 71@A 01@7 2B1C D12 2AA1A
@ @1CA 01@E 271C A10 2E01D
F F1C7 01@7 221C D1F 2E01F
7 F100 01@2 2A17 A1F 2EC1B
A E1DA 01F2 2F1C B12 27B1A
E A12C 01@A 2F12 E1F 2EF17
D 201@C 01A2 2E1D E1E 2ED1@
B 201@C 01AF 2A1D E1E 2D012
C 2@1A7 01D@ 2D1B C1D 2EC10
20 271@C 01AE 2F1@ D1C 2AE10
22 2A12A 01D0 2D1A B1E 2DB1E
2@ 2A1BC 01B2 2C1@ B1D 2BB1B
2F 2712@ 01DA @21F D1@ 2C21D
27 701E7 21A@ 2@12 221C @@F1A
2A @E1AF 21@2 2C17 201E 2BE1E
2E F0170 2172 2F1C 221E 2BB10
2D 2D1C@ 01CB 2C1C B1D 2C01D
2B 2B1BB 01B2 2B1@ B17 @@B1C
2C 221CD 01AC @21F D1E @0B1E
@0 2F1FC 01EC @B1A E17 2CD1D
@2 221CD 01AC @21F D1E @0B1E
@@ 2F1FC 01EC @B1A E17 2CD1D
@F 2B10C 01CF F@1E C10 @7E1B
@7 @71AD 212E 7010 2@1C @7B1C
为保证对激发效应值判断结果的可靠性，以
!!GH I 0作为无激发效应的标准值（"）（即总体分布
值），通过 * 检验对各处理的!!GH值进行显著性检
验：
* I（!!GH J"）’ K I!!GH ’ K
公式中!!GH I样本测定的激发效应值；K I样本平
均数的标准差。
如果 *的绝对值大于 *临界值，则说明存在激发
效应，否则!!GH为试验误差，无激发效应。
*临界值是显著性水平为 010A、自由度为 :82时
从 *分布表查得的 *值。
! 结果与分析
!45 淹水培养对非交换性铵态氮的影响
淹水培养抑制了硝化细菌的活动，创造了有利
于有机氮氨化的条件，其矿化终产物是铵态氮。这
种矿化产物在淹水密闭条件下既不会发生挥发损
失，更不会产生化学和生物反硝化，因而有着通气培
养无法比拟的优点。有机氮有一部分可能存在于粘
土矿物周围，或与粘粒结合而形成有机粘粒复合物。
在淹水培养过程中，70L的培养温度和充足的水分，
会使粘土矿物晶层空间扩大，为铵的矿物固定创造
了条件，从而导致淹水培养产生的铵态氮和非交换
性铵态氮显著增加［2JB］。在本研究条件下，从不添加
有机物料土壤看（表 F），无论培养时间长短，培养过程
实际上是交换态铵态氮和非交换性铵态氮不断增加
的过程。培养 E0 M后，干润砂质新成土、黄土正常新
成土、简育干润均腐土、土垫旱耕人为土的交换性铵
态氮分别增加 @21A（F@C17 4）、DC1E（BBC1C 4）、@C12
（FBE1C 4）和 D@1B 3& ’ (&（EEA10 4）；非交换性铵态氮
分别增加 2@1B（B104）、@@1F（2@1A4）、@21B（22124）和
FB1D 3& ’ (&（2A1E4）。加入铵态氮肥后，增加幅度更
大，分 别 比 不 加 氮 增 加 7E1@（ FEF174）、@D1F
（2@@1E4）、7D1E（@2B1F4）和 E21F 3& ’ (&（2AB1A4）。
CEBA期 李紫燕，等：铵态氮肥对黄土高原典型土壤氮素激发效应的影响
表 ! 淹水培养过程对非交换铵态氮的影响
"#$%& ! "’& ()(*&+,’#(-&#$%& #..)(/0. (/12)-&( /( /(,0$#1/)(
土壤类型
!"#$ %&’(
加 )量
) *+%(（,- . /-）
非交换性铵态氮（,- . /-）
)"01(2345 +,,"0#6,
交换性铵态氮（,- . /-）
72345 +,,"0#6,
8 9 :8 9 ;8 9 <8 9 8 9 :8 9 ;8 9 <8 9
=!7 8 >?@AB >CDA: >C>AD >B:A?
0 E < :88 >?@AB ::CA< ::?A< :>CAB >
0 E >8 :88 >BBAC :;CAB :D;A: ::BA; >C?AB :8CA@ :DDA@ :;
7GJ 8 :;BAC D8;A; :CCA> :C
0 E : :88 :;BAC D<@A@ DDCA; D;BAC >
因此，在用淹水培养方法测定激发效应时，必须要考
虑非交换铵态氮的变化。
343 铵态氮肥对土壤氮素的激发效应
用 :种方法计算土壤氮素激发效应（表 ;）表
明，:种方法计算的结果截然不同。若考虑非交换
性铵态氮，部分土壤或土壤中加入 K . )比低的有机
物料培养后，氮肥表现出了正的激发效应，加入 K . )
高的有机物料培养，则表现出负的激发效应；若不
包括非交换性铵态氮，; 种土壤不管添加有机物料
与否，氮肥均表现出了负的激发效应，这显然与实际
不符。表明激发效应的大小及存在与否因测定方法
不同会有很大差异，因此在测定激发效应时必须要
考虑这一部分氮才能获得可靠结果，从而反映氮肥
激发效应的真实性。因此，本研究以下均按包括非
交换性铵态氮的结果进行分析。
表 5 激发效应的两种计算方法比较（6 .- 7 8-）
"#$%& 5 9).:#2/;)( )< 1=) .&#;02/(- .&1’)> )< :2/./(- &<<&,1
土壤类型
!"#$ %&’(
添加物料
G*-+0#3 ,+%(*#+$
激发效应 L*#,#0- (MM(3%
不包括非交换铵态氮>）
723$69#0- 0"01(2345
+,,"0#6, )
包括非交换铵态氮:）
I03$69#0- 0"01(2345
+,,"0#6, )
:8 9 ;8 9 <8 9 :8 9 ;8 9 <8 9
=!7 不添加 )" G*-+0#3 ,+%(*#+$ +99(9 N ?>A! N ?:AB! N N BAC N
长芒草 !%#’+ O60-(+0+ N C8A?! N C8A8! N B@A>! N >BAFG7 不添加 )" G*-+0#3 ,+%(*#+$ +99(9 N :>AC! N >CA:! N >CA;! BA>! >8A（0 E >8） 紫花苜蓿 J$M+$M+ N D;AC! N :BA8! N :
长芒草 !%#’+ O60-(+0+ N ?:AB! N ;BA@! N ;@A;! N :DA?! N >?AC! N >BA;!
H=I 不添加 )" G*-+0#3 ,+%(*#+$ +99(9 N
（0 E <） 紫花苜蓿 J$M+$M+ N ;?A8! N DCA@! N DBA@! >>A@! @AD! @A>!
长芒草 !%#’+ O60-(+0+ N @8A;! N CCAC! N B@AD! N :CAD! N ;CAB! N D?A@!
7GJ 不添加 )" G*-+0#3 ,+%(*#+$ +99(9 N ;:A;! N D@AC! N D
（0 E :） 紫花苜蓿 J$M+M+ N ;8AC! N ?BAB! N <>AB! >A: N ::A>! N ?A>
长芒草 !%#’+ O60-(+0+ N
注：>）是指不同有机物料施氮与不施氮可提取态铵态氮之差；:）是指不同有机物料施氮可提取态铵态氮与非交换性铵态氮之和与不施氮
可提取态铵态氮与非交换性铵态氮之和的差值；表中!表示存在激发效应。
)"%(：>）P(+0Q 9#MM(*(03(Q #0 (234+0-(+O$( +,,"0#6, 0#%*"-(0 O(%R((0 ) +99#%#"0 +09 0" ) +99#%#"0 R4(0 +99#0- "*-+0#3 ,+%(*#+$；:）P(+0Q %4( Q6, "M
+,,"0#6, +09 0"01(234+0-(+O$( +,,"0#6, R4(0 +99#0- ) ,#06Q %4( Q6, R4(0 0"% +99#0- ) M"* 9#MM(*(0% "*-+0#3 ,+%(*#+$；! *(’*(Q(0%Q %4( (2#Q%(03( "M ’*#,#0-
(MM(3% 5
8BC 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 >;卷
!"# 铵态氮肥对土壤氮素激发效应影响因素分析
!"#"$ 铵态氮对不同土类氮素激发效应的影响
不添加有机物料时铵态氮对不同土壤的激发效应
（表 %）看出，在培养期间铵态氮对干润砂质新成土
有机氮矿化均表现为负激发效应，培养 !&、’&和 (&
)时激发效应值分别为 * ("$、* +",和 * ("% -. / 0.，
在不同培养阶段差异不大，说明加入（12’）!34’ 促
进了矿质氮的微生物固定；而黄土正常新成土在培
养期间均表现为正的激发效应，随培养时间延长，激
发效应呈增加趋势，其激发效应值分别为 +"$、$&"(
和 ,"5 -. / 0.，说明加入（12’）!34’ 对有机氮矿化的
促进作用主要在培养前期，后期微生物对矿质氮呈
固定趋势。简育干润均腐土在培养 !&和 ’& )时激
发效应值仅为 * $"$和 * &"! -. / 0.，培养 (& )时存
在激发效应，其值为 * $5"! -. / 0.，显然在培养前期
无激发效应，而后期表现出负激发效应，说明显著促
进了氮的微生物固定。土垫旱耕人为土在培养期间
均存在正激发效应，培养 !&、’&和 (& )时的激发效
应值分别为 !#"!、$&"% 和 !%"# -. / 0.，培养 ’& ) 时
激发效应最小，培养 !& )和 (& )时的激发效应基本
一致。
表 %还看出，方差分析结果为，不同土壤在培养
!&和 (& ) 时的氮素激发效应差异极显著（ ! 6
&"&&$%和 &"&#%%）；而培养 ’& )时不同土壤氮素激
发效应的差异不显著（! 6 &"%$,,）! 在培养期期
间，铵态氮对土垫旱耕人为土激发效应均大于同期
其他土壤激发效应，说明在土垫旱耕人为土上，在没
有有机物料添加条件下施用铵态氮有利于促进有机
氮的矿化。
表 $ 不添加有机物料条件下不同类型土壤
氮素激发效应的差异（ % &’ ( )’）
*+,-. $ /011.2.34.5 03 620&03’ .11.47 +&83’ 9011.2.37
580- 7:6.5 ;07<8=7 82’+304 &+77.2
土壤类型 培养时间 789:;<=>?8 =>-@（)）
3?>A =BC@ !& ’& (&
D3E（8 6 (） * ("$ F * +", < * ("% ;9
G4E（8 6 $&） +"$ H $&"( < ,"5 <;
2D7（8 6 (） * $"$ F * &"! < * $5"! 9
E4I（8 6 !） !#"! I $&"% < !%"# <
注（1?=@）：同列中不同大、小写字母分别表示差异达 $J和 %J
显著水平，下同 K L>MM@N@8= 9
$J <8) %J A@Q@APK RS@ P<-@ ;@A?OK
!"#"! 植被类型对土壤氮素激发效应的影响 不
添加有机物料处理，植被类型不同氮肥的激发效应
也不同，但统计检验不显著（表 (）。在培养期间林
地土壤表现为正的激发效应，培养 !& )时无激发效
应，培养 ’& 和 (& ) 时存在激发效应，其值分别为
$+"+ 和 $("# -. / 0.，二者相差不大，说明加入
（12’）!34’可促进林地土壤氮素矿化；草地在培养
!& ) 时无激发效应，培养 ’& ) 时存在正的激发效
应，其值为 5"+ -. / 0.，培养 (& )时无激发效应，说明
加入（12’）!34’ 在培养中期促进了氮素矿化；农田
土壤在培养 !& )时无激发效应，培养 ’&和 (& )时
存在负的激发效应，激发效应值分别为 * $’"%和 *
$#"# -. / 0.，说明加入（12’）!34’ 促进了矿质氮的生
物固定；裸地土壤在培养 !& )时无激发效应，培养
’&和 (& )时均存在正的激发效应，其值分别为 $$",
和 $!"& -. / 0.，说明加入（12’）!34’促进了裸地土壤
有机氮的矿化，与林地土壤的规律基本一致。
表 > 不添加有机物料条件下不同植被类型土壤氮素
激发效应的差异（ % &’ ( )’）
*+,-. > /011.2.34.5 03 620&03’ .11.47 +&83’ 580- 7:6.5
=39.2 9011.2.37 ?.’.7+7083 7:6.5 ;07<8=7 82’+304 &+77.2
植被类型 培养时间 789:;<=>?8 =>-@（)）
T@.@=<=>?8 !& ’& (&
林地 U?N@P= A<8)（8 6 ’） #"+ < $+"+ < $("# <
草地 VN
裸地 H
看出，添加有机物料对铵态氮激发效应的影响在 !&
和 ’& )时差异不显著（! 6 &"&,+!和 &"$(’$），但培
养到 (& )时差异显著（! 6 &"&’5）。不添加有机物
料土壤在培养 !&和 ’& )时无激发效应；添加紫花
苜蓿后，在培养 !& )无激发效应，培养 ’& )时表现
出正的激发效应，激发效应值为 $+"! -. / 0.，而培养
(& )时激发效应值仅为 &"% -. / 0.，没有表现出激发
效应，说明在培养 ’& )以前，添加紫花苜蓿有利于
促进土壤有机氮矿化，随着培养过程延长，紫花苜蓿
矿化趋于完全。添加长芒草在培养期间均表现出负
激发效应，培养 !&、’&和 (& )时，其激发效应值分别
为 * !’"+、* !!"%和 * !%"’ -. / 0.，说明添加长芒草
促进了土壤矿质氮的生物固定，不同有机物料对铵
态氮激发效应影响的差异显然与有机物料的 F / 1
不同有关。
$+,%期 李紫燕，等：铵态氮肥对黄土高原典型土壤氮素激发效应的影响
表 ! 有机物料对土壤氮素激发效应的影响（" #$ % &$）
’()*+ ! ’,+ +--+./ 0- 01$(23. #(/+13(* 02
/,+ 413#32$ +--+./
有机物料
!"#$%&’ ($)*"&$+
培养时间（,）
-%’./$)&0% )&(*
12 , 32 , 42 ,
不添加 50 0"#6 ($)*"&$+ 789 $ 787 $ : 284 $
紫花苜蓿 ;+<$+<$ 98= $ 9>81 $ 28? $
长芒草 @)&A$ /.%#*$%$ : 138> $ : 118? $ : 1?83 /
注（50)*）：% B 3=8 激发效应是指添加不同有机物料时施氮可提
取态铵态氮与非交换性铵态氮之和与不施氮可提取态铵态氮与非交
换性铵态氮之和的差值。CD* A"&(&%# *<<*’) (*$%E )D* E.( 0< $((0%&.(
$%, %0%F*G’D$%#*$/+* $((0%&.( HD*% $,,&%# 5 (&%.E )D* E.( HD*% %0)
$,,&%# 5 <0" ,&<<*"*%) 0"#$%&’ ($)*"&$+E6
5 讨论
国内外研究表明［?:4，9I］，在某些情况下氮肥的激
发效应只是一种表观现象，是加入的标记肥料氮与
非标记氮之间固定和矿化转化（J&%*"$+&K$)&0%F&((0F
/&+&K$)&0% )."%0L*"，J-C）的结果［4，9I］。由于加入的标
记肥料氮与非标记土壤矿质氮共存于土壤矿质氮库
中，微生物进行固定时，标记氮替代了部分非标记土
壤矿质氮而转入有机氮，在通气良好的土壤中，这一
现象更加突出。这类土壤中矿质氮绝大部分以硝态
氮形式存在［I］，在加入标记铵态氮（5M3）1@!3 后，微
生物首先选择吸收利用 5MN3 F5［93，12］；同时，土壤有
机氮又不断矿化，释放出矿质氮，从而表现出非标记
矿质氮的增加，因而只用标记矿质氮的相对增减，无
法说明氮肥的激发效应。另一方面，在好气培养中，
由于土壤有机氮的矿化产物和铵态氮肥的挥发及硝
态氮的反硝化损失等原因，难以准确评价土壤矿质
氮的变化量。用淹水培养法，有机氮的矿化终产物
是铵态氮［19:11］，可避免铵态氮的挥发损失及其向硝
态氮的转化，同时也可避免硝态氮的反硝化损失，因
此在本研究中采用了淹水培养法；虽然没有用9?5
进行标记，无法区别土壤氮和肥料氮，但能准确测定
加氮比不加氮土壤淹水培养后矿质氮（包括非交换
态氮）的净变化量与加入铵态氮的差值。如果这一
差值为正值，意味着不管肥料氮在土壤中发生了什
么转化过程，加入铵态氮后净矿质氮增加，表现出正
的激发效应；反之为负的激发效应；如果其差值近
于零，表明没有激发效应。
本研究表明，在培养期间土垫旱耕人为土和黄
土正常新成土均表现出正的激发效应，而简育干润
均腐土在培养后表现出负激发效应，前期无激发效
应，干润砂质新成土在各培养阶段均表现出负的激
发效应。这可能与土垫旱耕人为土和黄土正常新成
土有机质和全氮含量高，微生物活动强烈有关；而
简育干润均腐土和干润砂质新成土有机质和全氮含
量较低，有机氮矿化较弱。在培养 12、32和 42 ,时，
尽管铵态氮对不同植被类型土壤氮素的激发效应差
异不显著，但在培养 32和 42 ,时，农田表现出负的
激发效应，林地和裸地表现出正的激发效应；草地
仅在培养中期表现出正的激发效应。这可能与农田
生态系统微生物活动强烈、通过作物秸秆等加入的
碳源充足、矿质氮易被固持有关。不同培养阶段激
发效应不同的原因主要是不同培养阶段微生物的活
性以及土壤与有机物料的性质不同。
分析土壤性质与激发效应的相关性发现（表
=），在培养 12、32和 42 ,时土壤有机质及全氮与激
发效应呈正相关，O P 5值大的激发效应小，O P 5值小
时激发效应则小。朱培立等［17］研究表明，土壤有机
质含量与激发效应呈负相关，与本研究结果则相反，
可能与在计算激发效应时是否考虑非交换性铵态氮
有关。
表 6 土壤性质与不同培养时间激发效应的相关系数
’()*+ 6 ’,+ .011+*(/302 .0+--3.3+2/7 )+/8++2 413#32$
+--+./ -01 93--+1+2/ 32.:)(/302 /3#+ (29 703* 4104+1/3+7
土壤性质
@0&+ A"0A*")&*E
不同时期的激发效应
CD* A"&(&%# *<<*’) <0" ,&<<*"*%)
&%’./$)&0% )&(*
12 , 32 , 42 ,
粘粒 O+$Q 28797= 2822?9 282?4I
全氮 C0)$+ 5 2879== 2831?1! 289I?I
有机质 !J 28729> 287=4? 28127
O P 5 2819I2 2879=I 2872I=
!代表差异显著 R*A"*E*%)E E&#%&<&’$%) ,&<<*"*%’*
土壤中添加有机物料不同，铵态氮肥的激发效
应也不同。加入有机物料不仅增加了土壤有机碳含
量，而且也增加了含氮量。有机物料的组成和性质
不同，对微生物活动的影响不同，因而对土壤氮素固
定 :矿化的作用也不同［13:1?］。一般认为，土壤中加
入的有机物料 O P 5比约为 1? 时，固定与矿化达到
平衡，净矿质氮增加量为零；O P 5比大于 1? 时，固
定占优势，净矿质氮变化量为负值；小于 1? 时，矿
化又占优势，净矿质氮变化量为正值［14:1>］。在本研
究中，加入 O P 5比高的有机物料长芒草，能源物质
丰富，微生物对矿质氮的固定作用强，因而氮素的激
1>= 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 93卷
发效应表现为负值；相反，加入 ! " #比低的有机物
料紫花苜蓿，能源物质相对较少，易矿化有机氮多，
添加铵态氮后有助于有机氮的矿化，在培养中期氮
肥表现为正激发效应；培养中期激发效应消失。这
些结果表明，在研究氮肥激发效应时必须考虑土壤
中残留有机物料的种类、组成及数量的多少，以便更
正确、客观地评价氮肥激发效应。
参 考 文 献：
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