浅论农业土壤中可溶性有机氮的研究

李雪运

摘 要：可溶性有机氮相对活跃，在维护生态平衡与氮素转化上都占据不可替代的位置。土壤溶液中的有机氮（SON）是农业生态系统氮素流失的主要形态，农作物可直接或间接吸收利用SON，因此，SON在农业生态系统氮素循环中占据重要地位。本文介绍了如何测定农业耕地土壤中可溶性有机氮，对其与氮循环的关系及作用进行了探究。

关键词：可溶性有机氮 土壤氮素 氮素转化

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。

一、 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的常規分析，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。

二、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。

（一）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]。

（二） 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的浓度显著增加，改变了过去对土壤中N转化过于简单的观点[2]。

（三）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]。

（四）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。

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。