施肥對羊草草原土壤氮素轉(zhuǎn)化影響

摘要：氮素是植物生長過程中重要的營養(yǎng)元素，牧草從羊草草原土壤吸收最多的元素也是氮，氮素能推動草原生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展，有機(jī)是羊草草原土壤氮存在的1種形式，通過礦化作用逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢晕盏臒o機(jī)氮，構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)氮元素循環(huán)的主要過程。該文就施肥對羊草草原土壤氮素轉(zhuǎn)化影響進(jìn)行研究，希望能給大家?guī)硪恍┮庖姟?/p>

關(guān)鍵詞：施肥;羊草草原;土壤;氮素轉(zhuǎn)化;影響

中圖分類號：S812 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B doi：10.3969/j.issn.2096-3637.2019.19.038

0 引言

施肥是維持羊草草原土壤平衡的重要措施，通過合理施肥能進(jìn)一步提高牧草品質(zhì)，改善羊草草原土壤質(zhì)量，施肥能進(jìn)一步增加土壤氮礦化速率，施肥總量也會對土壤產(chǎn)生一些不利影響，不同類型草地對于施肥的反應(yīng)也有所不同。

1 測定方法

在測定施肥對羊草草原土壤氮素轉(zhuǎn)化的影響時，采用離子交換樹脂吸附袋法通過原位培養(yǎng)的方式進(jìn)一步研究施肥和切根對羊草草原土壤氮素轉(zhuǎn)化的影響。首先，用剪刀齊地剪去地上植被，再慢慢將PVC管插入土壤，直到PVC管上端與地面齊平，然后再將PC管取出，用刀逐漸剝離底部2cm土壤，同時依次將濾紙、吸附袋、濾紙、具孔石膏墊放入其中，最后將已安裝好的PVC管原來的位置進(jìn)行培養(yǎng)[1]。在測定過程中，采用濾紙能盡量避免樹脂和土壤直接接觸石膏墊，進(jìn)一步阻止吸附袋對PVC管下方土壤中NON的吸附作用，同時，采用石膏墊也能確保石膏墊上面的小孔作用，進(jìn)一步確保土壤水分與周圍土壤進(jìn)行充分交換并且始終保持一致。為使最終結(jié)果更加明確，工作人員可以在已經(jīng)安裝完畢的PVC管周圍取3鉆土壤進(jìn)行混勻過篩，再裝入保鮮袋利用保溫箱帶回實驗室，經(jīng)過研究后，可以將銨態(tài)氨NHN，硝態(tài)氮NON的最終測試結(jié)果作為土壤氮素轉(zhuǎn)化影響探究的初始值[2]。在30d后可以將PVC管取出，再進(jìn)一步測定羊草草原土壤氮素轉(zhuǎn)化結(jié)果，同時安裝新的PVC管并且定期取周圍土壤進(jìn)行深入研究，并作為培養(yǎng)初始值，以此重復(fù)直到進(jìn)入草原枯黃期。在研究全過程，需要利用土壤溫度、濕度記錄儀進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，實時了解土壤水熱狀況。利用雙波長紫外分光光度法可以測定羊草草原土壤硝態(tài)氮含量，靛藍(lán)比色法測定羊草草原土壤銨態(tài)氮含量，環(huán)刀法測定羊草草原土壤容重，電位法測定羊草草原土壤pH值，重鉻酸鉀氧化滴定法測定羊草草原土壤有機(jī)碳，全自動凱氏定氮儀測定羊草草原土壤全氮，流動注射分析儀測定羊草草原土壤全磷。

2 影響

羊草草原土壤中氫素轉(zhuǎn)化及有效氮含量是植物吸收、氮淋溶、微生物活性等綜合作用的最終結(jié)果，而微生物活性形成過程中周圍的溫度和水分都是主要環(huán)境因子。羊草草原整個生長季并沒有氨肥施人，土壤中的礦質(zhì)氮含量以及羊草草原土壤中的氮素轉(zhuǎn)化變化趨勢為先升高后降低，羊草草原土壤中的礦質(zhì)氮含量以及羊草草原土壤中的氮素的最大值都出現(xiàn)在7月，與羊草草原土壤中的溫度和水分變化趨于一致[3]。這與羊草草原土壤氮素轉(zhuǎn)化受羊草草原土壤溫度和含水量變化相掛鉤，且環(huán)境的溫度和濕度對羊草草原土壤氮化相互作用，不可分離。羊草草原土壤凈硝化量最大值主要出現(xiàn)在羊草草原雨水充沛的7-8月。7月是青海省羊草草原草地植被生長旺期，在這一季度，周圍溫度高且降水集中，對羊草草原土壤氮素化等過程具有一定影響，羊草草原土壤各種形態(tài)的氨通過植物吸收、淋溶等過程，也會直接導(dǎo)致羊草草原土壤中牧草生長后期表層羊草草原土壤礦質(zhì)氨含量下降。氨肥施人初期，羊草草原土壤礦質(zhì)氮含量較高，尤其是銨態(tài)氮含量明顯增加，在青海地區(qū)雨季過量時進(jìn)行氮肥施人會直接導(dǎo)致氮流失，給植被增加生長風(fēng)險。尿素施入羊草草原土壤后少量以分子態(tài)溶于羊草草原土壤溶液中，被羊草草原土壤吸附，大部分在一定催化作用下水解成碳酸銨。研究發(fā)現(xiàn)將尿素作為基肥施入羊草草原土壤羊草草原土壤中銨態(tài)氮4d后會達(dá)到高峰，10d內(nèi)也會迅速下降至對照水平，并且不再受到施氮水平影響，且始終保持在較低水平。此外打草場經(jīng)過6～7月的休閑期后，在牧草返青期，羊草草原土壤中礦質(zhì)氮也積累到了一定程度，在試驗地溫度的逐漸升高的背景下，羊草草原土壤氮素礦化作用也越來越強(qiáng)烈，這主要用于羊草草原土壤中硝態(tài)氨的積累。隨著牧草返青，植物開始大量吸收羊草草原土壤礦質(zhì)氫，再加上一部分因銨態(tài)氮揮發(fā)、硝態(tài)氮淋溶的損失，每年6月羊草草原土壤中的礦質(zhì)氮出現(xiàn)損耗。在枯黃期，氮磷配施處理羊草草原土壤銨態(tài)氨含量明顯高于單施氮、磷肥處理，這可能是因為在進(jìn)行過磷酸鈣肥料施肥時，會含有少量游離磷酸，少量游離磷酸與尿素混合后出現(xiàn)固氫的效果，這也在一定程度上減少氮的損失。在輕度堿化水稻土進(jìn)行試驗，表明過磷酸鈣尿素混施使銨態(tài)氮揮發(fā)損失率有所降低，過磷酸鈣與尿素混施在降低銨態(tài)氫揮發(fā)的同時也提高氮素利用率。羊草草原土壤硝態(tài)氮含量表現(xiàn)為高氮添加處理，其中一部分原因是由于大量尿素被施用，為硝化作用提供豐富底物，能在促進(jìn)硝化作用的同時加大硝酸根淋溶的可能性，這也在無形之中增加了環(huán)境風(fēng)險。

施肥除能夠補(bǔ)充植物養(yǎng)分，同時也會直接影響羊草草原土壤的元素平衡，氮和磷肥的施人也會直接改變羊草草原土壤氮和磷元素的轉(zhuǎn)化過程，并最終影響元素在循環(huán)過程中的正常模式。在進(jìn)行氮肥施人的過程中能進(jìn)一步增強(qiáng)羊草草原土壤硝化和礦化作用，但施用磷肥后草地羊草草原土壤凈氮硝化量有所降低。通過采用C和N標(biāo)記外源碳氨的方法也在不斷證實外源碳氨能在一定程度上促進(jìn)羊草草原土壤氮的礦化，并且在不同的碳氨源加入羊草草原土壤進(jìn)行培養(yǎng)后，羊草草原土壤礦化氨會有所增加，這種激發(fā)效應(yīng)表現(xiàn)為低肥力羊草草原土壤高于高肥力羊草草原土壤。這也表明氮添加初期改變了草地羊草草原土壤氮轉(zhuǎn)化模式，在5-8月氮素添加處理的羊草草原土壤硝化作用比較強(qiáng)烈，這是因為氫素添加到羊草草原土壤中為硝化作用提供基質(zhì)。氮素添加處理羊草草原土壤凈氫礦化量在5-7月有較大變化，施肥處理羊草草原土壤的供氮能力集中在5-7月。但關(guān)于氮素添加羊草草原土壤轉(zhuǎn)化影響的結(jié)果也有所不同，進(jìn)行3年施氮肥處理的內(nèi)蒙古典型草原羊草草原土壤礦化能力的研究結(jié)果表明高氮添加導(dǎo)致pH降低，可溶有機(jī)質(zhì)隨之減少，微生物生命活動能量物質(zhì)減少，進(jìn)而抑制羊草草原土壤氮礦化。采用PVC管原位培養(yǎng)的方法調(diào)查玉米整個生長期羊草草原土壤氫素轉(zhuǎn)化對施肥量的響應(yīng)，表明羊草草原土壤凈氮礦化量、硝化量均隨施氮量增加而增加。國內(nèi)外學(xué)者的研究結(jié)果表明士壤氮素化主要受羊草草原土壤溫度、濕度、管理方式等因素的影響。

3 結(jié)束語

施肥對羊草草原土壤氮素轉(zhuǎn)化具有一定影響，通過揭露牧草生長過程中的動態(tài)特征，進(jìn)而為土壤管理提供理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]戚瑞敏，溫延臣，趙秉強(qiáng)，等.長期不同施肥潮土活性有機(jī)氮庫組分與酶活性對外源牛糞的響應(yīng)[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2019，25（8）：1265-1276.

[2]張迎春，頡建明，毛振宇，等.生物有機(jī)肥部分替代化肥對萵筍及土壤理化性質(zhì)和微生物的影響[J].水土保持學(xué)報，2019，33（4）：196-205.

[3]伍一寧，許楠，王賀，等.模擬CO濃度升高對三江平原中小型土壤動物多樣性和功能群結(jié)構(gòu)的影響[J].草業(yè)科學(xué)，2019，36（6）：1641-1652.

作者簡介：史德軍（1981-），男，漢族，本科，主要從事牧草栽培育種工作。