对农业土壤中可溶性有机氮的成分研究论文

对农业土壤中可溶性有机氮的成分研究论文

　　引言

　　农作物的生长需要大量的氮素,需要施用大量的化肥来增强农业土壤的氮素肥力,但是化肥氮不能长久地留存在土壤中,大量施用有机肥才是培育土壤氮素肥力的有效途径。目前,随着对农业生态问题的关注,可溶性有机氮在农业土壤中的作用已经备受重视,所以,研究农业土壤中SON的测定方法、在土壤氮素供应和转化中的作用,具有重要的理论和现实意义。

　　 1 SON的测定方法

　　农业土壤中的可溶性氮可用水浸提,但水浸提会造成土壤扩散,导致难以获得精确的数据进行分析。部分盐溶液已用于氮的浸提,但盐浸提会破坏土表的吸收平衡而释放出有机氮,不利于溶解。农业土壤中的SON不能直接通过浸提测量,必须从总的可溶性N(TSN)浓度中排除矿质N的浓度进行判定。近几年,一些简易、快捷和自动化的测定方法已运用于TSN的常规分析,推动了SON的测定。在对农业土壤中的可溶性氮的测定中,可采用电超滤法(EUF),该方法不仅能提取矿质N(EUF-NO3)有机N(EUF-Norg),还能够判定营养释放的速率,相比其他方法更具优越性,但EUF法工作量较大、成本较高,并且与土壤浸提法相比存在结果差异。

　　 2 SON在N转化中的作用

　　DON是有机氮的重要构成部分,因其具有流动性和有效性的特点,在氮的矿化、固定、淋溶、植物吸收等动态过程中具有不可替代的作用。

　　2.1 DON与矿化

　　矿化主要是研究土壤矿质N大小的变化,没有重视SON及其转化。然而,N的形态决定了它的利用价值,所以判定有机质是矿化成NH4+-N还是转化为SON是非常有必要的。DON含有许多难溶、难分解的物质,但其在氮的矿化过程中占据非常重要的位置。Mehgel和Appel指出CaC12浸提的SON量是砂质土中可矿化有机N库的确切指标,这是由于这个库与净N矿化量有关;Kielland指出极地冻土氮基酸的迅速换新造成高速率的总N矿化;Mengel研究了17块农田、1座森林、2片草原的土壤中氮矿化与土壤可溶性氮库之间的关系,他们发现氨基N与净N矿化之间的密切相关[1]。

　　2.2 DON与固定

　　NH4+是被土壤微生物消化和固定的N的主要形式,经典的矿化作用,即固定作用理论(MIT)认为全部吸收的N都源于矿质N,但是,许多微生物能够直接利用低分子量的可溶性有机氮化合物,这表示经典的MIT理论可能不准确,而且所涵盖的信息太单一或简化。Barraclough实验发现,在冬小麦的土壤中,全部的氨基N都被土壤微生物群体直接吸收,这表示在矿质N固定的同时SON的浓度显着增加,改变了过去对土壤中N转化过于简单的观点[2]。

　　2.3 DON与琳溶

　　农业土壤淋溶液中的DON的浓度超过矿质N的浓度,并且DON是淋溶到农业土壤中的主要N源,而有机态氮是氮素融入江河湖泊的主要形态,温带气候条件下农业土壤中的NO3--N是排水中的主要N源,其中一部分有机态氮来源于农作物有机生产系统,DON也是导致农业土壤中N流失的重要原因。Bergstrom等采取渗漏计法分析了有机肥的淋失状况,发现在使用等量氮素时,有机肥淋溶掉的N多于无机N,造成有机农业倡导使用有机肥,简单地以为施有机肥能够生产出无污染的绿色安全食品,其实实际情况并不是如此。土壤有机质会阻碍土壤矿物质的活性部分,使得淋溶的有机质的吸着力减弱,因此,应重视有机态养分在土壤中的移动和损耗,可溶性有机态氮在其中的影响需要进一步探究[3]。

　　2.4 植物与徽生物对DON吸收的相互竞争

　　由SOM的矿化及植物残渣释放的N一直以来被认为是植物吸收的主要N源,植物可以直接吸收NO3--N,在某些特定环境下,可溶性有机氮是植物可吸收的主要氮源。土壤中的有机氮是不断变化的,植物以及微生物都能吸收利用土壤中的有机氮,因此,植物与微生物在对DON吸收方面存在对立关系。在农业土壤中,有机N化合物对植物根的有效性较小,但并不表示这部分不更新或者不向植物提供N,有关研究表明,植物与微生物能较快地主动吸收施入土壤中的氨基酸,但两者之间存在相互的竞争。Henry等的实验结果表明,微生物吸收的氮比植物高出许多倍,这表明微生物竞争N素养分能力比植物强,但Hodge等则认为,植物竞争N素养分能力比微生物强,所以需要进一步的研究才能确定浸提的SON中究竟有多大部分被植物吸收并利用。

　　 3 结语

　　农业土壤中淋溶出的NO3--N影响了人类健康以及生存环境,及其在作物营养中的重要性已引起研究者的注意,但是农业土壤中的SON的转化和通过DON淋溶的流失却未能获得足够的重视。在未来的研究过程中,还需要进一步探究SON与其他形式N的有效性指数之间关系,以明确SON的最终去向。

　　 参考文献

　　[1] 郭景恒,张逸,何骞.氮沉降影响下酸性森林土壤中水溶性有机氮的分布特征[J].环境化学,2011,30(06):1121-1124.

　　[2] 张彪,高人,杨玉盛.万木林自然保护区不同林分土壤可溶性有机氮含量[J].应用生态学报,2010,21(07):1635-1640.

　　[3] 赵鹏,陈阜,李莉.秸秆还田对冬小麦农田土壤无机氮和土壤脲酶的影响[J].华北农学报,2010,25(03):165-169.