长期施肥对黄泥田土壤团聚体中氮素积累和有机氮组成的影响

王飞，李清华，何春梅，游燕玲，黄毅斌

长期施肥对黄泥田土壤团聚体中氮素积累和有机氮组成的影响

福建省农业科学院土壤肥料研究所，福州 350013

【目的】氮是南方黏瘦型中低产田重要的限制因子。研究长期施肥对黄泥田团聚体中氮素累积及有机氮组成的影响，为合理培肥及土壤氮库管理提供依据。【方法】采集黄泥田36年定位试验中不施肥（CK）、单施化肥（NPK）、化肥+牛粪（NPKM）、化肥+全量稻秸还田（NPKS）4种处理耕层土壤，采用湿筛和Bremner有机氮分级方法，分析团聚体氮素累积与有机氮组分含量及分配的变化。【结果】施肥处理＞2 mm团聚体全氮含量较CK显著增加12.7%—51.9%（＜0.05）；NPKM与NPKS处理＞2 mm团聚体对原土全氮累积贡献率较CK分别显著提高24.7与20.0个百分点（＜0.05）。施肥处理＞2 mm团聚体酸解性氮与非酸解性氮含量分别较CK增加10.1%—36.3%与20.7%—100.5%，并相应提高两组分对原土全氮累积贡献率，NPKM与NPKS处理增加尤为明显。对于＞2 mm团聚体，施肥处理酸解铵态氮含量较CK显著增加17.2%—40.4%（＜0.05），以NPKM处理增加最为明显；酸解氨基酸态氮与酸解未知态氮含量分别以NPKS与NPKM处理增加最为明显，分别较CK显著提高24.0%与52.1%（＜0.05）。＞2 mm与0.25—2 mm团聚体的非酸解性氮及酸解铵态氮与相应粒级团聚体中的碱解氮含量呈显著正相关（＜0.05）。配合稻秸还田较配施牛粪更有利于＞2 mm团聚体非酸解性氮的累积。配施牛粪对提高＞2 mm团聚体酸解铵态氮、酸解未知态氮含量与对原土全氮累积贡献率最为明显，配合稻秸还田则对提高酸解氨基酸态氮含量及对原土全氮累积贡献最为明显。冗余分析表明，水稻氮吸收量受＞2 mm与0.25—2 mm团聚体非酸解性氮组分影响较大，NPKM和NPKS处理水稻氮吸收量受土壤有机氮组分影响高于NPK与CK处理。【结论】长期施肥增加了黄泥田耕层土壤＞2 mm团聚体全氮含量及对原土全氮累积贡献率，有机无机肥配施尤为明显。＞2 mm团聚体中非酸解性氮、酸解性氮及酸解铵态氮含量与该团聚体中碱解氮含量以及水稻氮吸收量关系密切，是重要的有效氮库。

长期施肥；有机氮组分；土壤团聚体；黄泥田；化肥；有机肥

0 引言

【研究意义】氮是陆地生态系统初级生产力最重要的限制因子[1]。氮在土壤中主要以有机氮形态存在，占全氮的90%以上[2]，大部分有机氮需经矿化作用才能转化为可被植物吸收利用的无机氮，而作为土壤有机氮的重要化学形态，有机氮组分是影响土壤氮素有效性的重要因素[3]。水稻土是南方最重要的农田土壤，但南方红壤发育的黏瘦型中低产田比重大，供氮不足，而团聚体在维持土壤肥力与生产力方面发挥着重要作用。因此，深入研究长期施肥下土壤团聚体有机氮累积及组成可为稻田土壤定向培肥及氮库高效管理提供依据，对农业生产具有重要意义。【前人研究进展】土壤有机氮组分主要采用Bremner酸水解分级法[4]，该方法将土壤有机氮分为酸解性氮和非酸解性氮等组分。长期不同施肥措施对耕层土壤酸解氮各组分含量均有显著影响。有机无机肥配施下黏壤土酸解有机氮较单施化肥提高7%—34%[5]，单施化肥和有机无机肥配施均改变了土壤酸解氮各组分的含量和分配比例，其中酸解氨基酸态氮含量和分配比例的提升效果最为明显[6-7]。在等氮磷钾施肥量下，长期绿肥和秸秆还田替代部分化肥有效提高了红壤性水稻土有机氮中微生物量氮和酸解铵态氮的含量，促进了土壤有机氮的矿化[8]，但也有研究表明，猪粪替代氮肥显著提高了稻麦轮作条件下酸解氨基酸态氮和酸解未知态氮含量[9]。有机肥施用可影响不同粒级酸解有机氮的分布。14年29茬稻-麦水旱轮作试验表明，化肥氮主要进入0—2 μm的黏粒，有机肥氮则同化进入各粒级中的氨基糖态氮及2 μm以上各粒级的氨基酸氮中[10]。【本研究切入点】不同施肥影响土壤有机氮周转和组分分配，但受到气候、土壤类型与肥源性质等影响，存在较大不确定性，且土壤有机氮组分变化是一个长期性的过程，区域性土壤氮素累积及组成也需要长时间序列才可完整掌握动态规律。另外，团聚体在土壤氮素累积及有机氮组分分配、转化过程可能扮演着重要作用，但不同施肥尤其是有机物质投入下对南方稻田土壤团聚体氮素累积、有机氮组分分配以及有效性影响尚不明确。【拟解决的关键问题】本研究借助南方典型黄泥田36年长期定位试验，采用湿筛和Bremner有机氮分级方法，从团聚体角度解析红黄壤区中低产黄泥田长期不同施肥下氮素累积和有机氮组分变化特征，阐明长期施肥对土壤团聚体氮素累积和有机氮组成以及氮有效性的影响，以期为南方黄泥田定向培肥及土壤氮库优化管理提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验点概况

试验点位于农业农村部福建耕地保育科学观测实验站内（闽侯县白沙镇）。供试土壤类型为渗育性水稻土亚类的黄泥田土属，成土母质为低丘坡积物，由地带性红壤水耕熟化形成。定位试验始于1983年，试验开始时耕层（0—20 cm）土壤基本性质为pH 4. 90、有机碳12.53 g·kg-1、全氮1.49 g·kg-1、碱解氮141 mg·kg-1、有效磷12 mg·kg-1、速效钾41 mg·kg-1。土壤质地为壤黏土（国际制）。试验地1983—2004年均种植双季稻，2005年开始种植单季稻。

1.2 试验设计

试验设4个处理：（1）不施肥（CK）；（2）氮磷钾化肥（NPK）；（3）氮磷钾化肥+牛粪（NPKM）；（4）氮磷钾化肥+稻秸全量还田（NPKS），3次重复，小区面积12 m2，随机区组排列。每季施用化肥量为N 103.5 kg·hm-2、P2O527 kg·hm-2、K2O 135 kg·hm-2。牛粪养分平均含量为有机碳249.9 g·kg-1、N 13.2 g·kg-1、P2O58.0 g·kg-1、K2O 8.9 g·kg-1，干牛粪每茬施用量3 750 kg·hm-2。水稻秸秆施用量为上茬稻秸全部还田，风干样在3 660 —5 150 kg·hm-2范围，水稻秸秆多年养分平均含量为有机碳377.3 g·kg-1、N 7.8 g·kg-1、P2O52.1 g·kg-1、K2O 27.1 g·kg-1。氮、钾化肥一半作基肥，一半作分蘖追肥，磷肥全部作基肥施用。供试化肥分别用尿素、过磷酸钙、氯化钾。各处理除施肥外，其他管理措施一致。水稻品种每3—4年轮换一次，与当地主栽品种保持一致，其中2018年供试水稻品种为中浙优8号。

1.3 样品采集与分析

于2018年单季稻收割后，采用不锈钢取土器采集各试验小区0—20 cm耕层土壤样品。采集的土壤样品分为两部分：一部分在室温下自然风干并适时翻动，沿自然结构剥成小块土样（5 mm以内），风干后样品用于土壤团聚体与化学性状的分析测定；另一部分采集新鲜土样用于土壤微生物生物量氮与可溶性氮等指标分析。同时采集各处理小区的籽粒与稻秸样品，于105℃杀青15 min，65℃烘干至恒重后磨碎，用于测定水稻籽粒和稻秸氮含量。

团聚体的分级采用湿筛法，参考SIX等[11]方法，并稍作改进。称取100 g风干土，在25℃环境下湿润10 min，后将土壤放入湿筛筒中完全浸润5 min，最后通过土壤团粒分析仪（ZY200-Ⅱ型）上下匀速振动5 min，振幅4 cm，让土样依次通过2、0.25、0.053 mm的筛子，得到4种粒级的团聚体：＞2、0.25—2、0.053—0.25、＜0.053 mm（差减法），将各个粒级的团聚体在40℃下烘干，并称重，同时收集湿筛筒中溶液。总有机碳分析仪法（TOC-LCSH）分析溶液全氮含量，计算湿筛筒中溶液全氮质量，并计算该方法下氮回收率。

氮回收率（%）=（原状土壤样品全氮质量-湿筛筒中溶液全氮质量）/原状土壤样品全氮质量×100。

CK、NPK、NPKM与NPKS处理氮回收率分别为87.3%、91.9%、93.4%与93.4%。分析原土与各粒级团聚体全氮、碱解氮以及有机氮组分等含量。

土壤全氮采用元素分析仪（TruMac CNS Analyzer，LECO，USA）测定。碱解氮采用碱解扩散法测定，微生物生物量氮采用氯仿熏蒸-K2SO4浸提，总有机碳分析仪法测定；土壤可溶性氮采用蒸馏水浸提，利用总有机碳分析仪（TOC-LCSH）检测；土壤有机氮组分采用Bremner有机氮分级法测定[4]，其中酸解性氮采用凯氏法测定，非酸解性氮为全氮与酸解性氮差减法求得，酸解铵态氮采用MgO蒸馏法测定，酸解铵态氮+酸解氨基糖态氮采用磷酸-硼砂盐缓冲液蒸馏法测定，酸解氨基酸态氮采用茚三酮氧化、磷酸-硼酸盐缓冲液蒸馏法测定，酸解氨基糖态氮和酸解未知氮通过差减法求得。水稻植株氮含量采用H2SO4-H2O2消煮-凯氏法测定[12]。

1.4 数据处理

式中，为各粒级团聚体全氮含量（g·kg-1），为各粒级团聚体质量所占比例。

籽粒（稻秸）氮吸收（kg·hm-2）=籽粒产量（稻秸产量）×籽粒（稻秸）氮含量。

1.5 数据统计方法

数据处理采用Microsoft Excel 2016、DPS7.05进行单因素试验方差统计，LSD法多重比较分析。应用Cannoco5.0统计软件冗余分析方法（RDA）分析土壤有机氮组分与水稻氮吸收的关系。

2 结果

2.1 不同施肥对原土相关氮素指标的影响

表1显示，施肥均显著提高了原土全氮、碱解氮与可溶性氮含量（＜0.05），较CK分别增幅18.9%—43.3%、16.1%—45.8%与20.6%—35.7%，其中以NPKM处理增加最为明显，其全氮含量也显著高于NPKS与NPK处理；NPKM与NPKS处理微生物生物量氮较CK分别提高54.0%与52.7%，差异均显著（＜0.05），NPKM处理较NPK处理也显著提高26.6%（＜0.05）。上述说明，施肥提高了原土全氮等相关氮素因子含量，尤其是NPKM处理。

2.2 不同施肥对各团聚体全氮含量及其对原土全氮累积贡献的影响

黄泥田耕层土壤以＞2 mm和0.25—2 mm团聚体组成为主。长期施肥增加了黄泥田土壤＞2 mm团聚体的质量比重[13]。从各粒级团聚体全氮含量来看，施肥处理＞2 mm、0.25—2 mm和＜0.053 mm团聚体全氮含量分别比CK提高12.7%—51.9%、21.4%—39.2%和4.3%—27.5%，其中NPKM增加最为显著（＜0.05），各处理0.053—0.25 mm团聚体全氮含量无显著差异（图1）。

不同小写字母表示同一粒级不同处理间差异达5%显著水平（P＜0.05）。下同

表1 不同施肥下原土相关氮素因子含量

同列数据后不同字母表示处理间差异达到5%显著水平（＜0.05）。下同

Values followed by different lowercase letters within the same column indicate significant differences among treatments at＜0.05. The same as below

从各粒级团聚体对原土全氮累积贡献率来看（表2），以＞2 mm团聚体对原土全氮累积贡献最高，占44.5%—69.2%，其次是0.25—2 mm团聚体，占27.0% —40.7%，说明上述二者团聚体是土壤全氮累积的主要场所。从中可看出，施肥均增加了＞2 mm团聚体对原土全氮的累积贡献率，尤其是NPKM、NPKS处理，其分别较CK提高24.7和20.0个百分点，也显著高于NPK处理（＜0.05）；而与CK相比，施肥处理不同程度降低了0.25—2 mm、0.053—0.25 mm及＜0.053 mm团聚体对原土全氮累积贡献率，其中NPKM处理分别降低15.0、7.5与2.3个百分点，NPKS处理分别降低11.7、6.4与2.0个百分点，差异均显著（＜0.05）。

表2 不同施肥下各粒级团聚体对原土全氮累积贡献率

2.3 不同施肥对团聚体酸解性氮和非酸解性氮含量及其对原土全氮累积贡献的影响

表3显示，施肥提高了＞2 mm团聚体酸解性氮与非酸解性氮含量，分别较CK增幅10.1%—36.3%与20.7%—100.5%，除NPK处理的非酸解性氮含量外，差异均显著（＜0.05）；施肥也在一定程度上提高了0.25—2 mm团聚体酸解性氮与非酸解性氮含量，其中NPKM处理的非酸解性氮含量较CK提高139.1%，差异显著（＜0.05）；不同处理0.053— 0.25 mm与＜0.053 mm团聚体的酸解性氮与非酸解性氮含量均无显著差异。上述说明，施肥主要影响＞2 mm团聚体中的酸解性氮和非酸解性氮含量，其次是0.25—2 mm团聚体，这与施肥对各粒级团聚体全氮含量影响趋势基本一致。从中也可看出，不同有机物质投入对＞2 mm团聚体氮组分影响不同。与NPK处理相比，NPKM的＞2 mm团聚体酸解性氮含量增加占该粒级全氮增加的50.4%，非酸解性氮增加占全氮增加的49.6%，而NPKS的酸解性氮含量增加仅占该粒级全氮增加的22.5%，但非酸解性氮增加占全氮增加的77.5%，说明＞2 mm团聚体中，相较于NPKM处理，NPKS处理更有利于非酸解性氮的累积。

表3 不同施肥团聚体酸解性氮和非酸解性氮含量及其对原土全氮累积贡献

AHN: Acid-hydrolyzable nitrogen; NHN: Non-hydrolysable N

表3显示，土壤中各粒级团聚体有机氮组分主要以酸解性氮形态存在。施肥均不同程度提高了＞2 mm团聚体酸解性氮与非酸解性氮对原土全氮累积贡献率，NPKM与NPKS处理增加尤为明显（＜0.05），其中NPKM处理较CK分别增加13.4与11.2个百分点，NPKS分别增加7.9与12.1个百分点，但施肥总体降低了0.25—2 mm与＜0.053 mm团聚体酸解性氮及非酸解性氮对原土全氮累积贡献率，尤其是NPKM与NPKS处理，不同处理＜0.053 mm团聚体酸解性氮对原土全氮累积贡献率无显著差异。

2.4 不同施肥对团聚体酸解性氮组分含量及其对原土全氮累积贡献的影响

对团聚体酸解性氮组分进一步分析可知（表4），施肥均不同程度提高了＞2 mm团聚体中酸解铵态氮含量，较CK增幅17.2%—40.4%，差异均显著（＜0.05），以NPKM处理增加最为明显；各处理酸解氨基糖态氮无显著差异；施肥处理的酸解氨基酸态氮、酸解未知态氮含量较CK均有不同程度增加，前者以NPKS处理增幅最为明显，较CK与NPK处理分别提高24.0%与24.3%，差异均显著（＜0.05），后者以NPKM处理最为明显，较CK与NPK处理分别提高52.1%与31.2%，差异均显著（＜0.05）。不同处理0.25—2 mm与0.053—0.25 mm团聚体的有机氮各组分含量均无显著差异；＜0.053 mm团聚体中，施肥处理酸解氨基糖态氮含量较CK均有所增加，其中以NPK处理增加最为明显，差异显著（＜0.05）。

表4 不同施肥下团聚体酸解性氮组分含量及其对原土全氮累积贡献

AHN: Acid-hydrolyzable nitrogen; AMMN: Hydrolysable ammonia N; ASN: Hydrolysable amino sugar N; AAN: Hydrolysable amino acid N; HUN: Hydrolysable unknown N. The same as below

表4进一步表明，不同施肥处理各粒级团聚体酸解性氮组分的原土全氮累积贡献均以酸解未知态氮最高。有机物料的投入（NPKM与NPKS）均不同程度提高了＞2 mm团聚体酸解铵态氮、酸解氨基酸态氮与酸解未知态氮对原土全氮累积贡献率。其中NPKM处理的酸解铵态氮与酸解未知态氮的全氮累积贡献率显著高于CK与NPK处理（＜0.05），NPKS处理的酸解铵态氮、酸解氨基酸态氮也显著高于CK与NPK处理（＜0.05），而对于其他3个粒级团聚体而言，NPKM与NPKS处理上述有机氮组分对原土全氮累积贡献率均不同程度低于NPK和CK处理。表4同时表明，不同处理各粒级团聚体酸解氨基糖态氮对原土全氮累积贡献率均无显著差异。

2.5 ＞2 mm与0.25—2 mm团聚体氮组分与碱解氮、水稻氮吸收的关系

由于＞2 mm和0.25—2 mm团聚体对原土全氮累积贡献率占到原土全氮的83.2%—92.9%（表2），即两粒级团聚体累积的氮素及有机氮组分可代表原土氮库并决定氮素生物有效性，故对二者粒级团聚体有机氮组分与相应粒级的碱解氮含量以及水稻氮吸收量关系开展进一步分析。表5显示，在＞2 mm粒级团聚体中，非酸解性氮（NHN）、酸解性氮（AHN）、酸解铵态氮（AMMN）含量与相应粒级的碱解氮含量及水稻植株氮吸收量均呈显著正相关（＜0.05）。在0.25—2 mm粒级团聚体中，非酸解性氮、酸解铵态氮含量与相应粒级的碱解氮含量呈显著正相关（＜0.05），二者粒级的非酸解性氮还与水稻植株氮吸收量呈显著正相关（＜0.05）。以上说明两粒级团聚体的非酸解性氮、酸解性氮（主要是酸解铵态氮）组分均是重要的有效氮库来源。

对不同处理水稻氮吸收量及其有机氮组分可能的影响因子进行冗余排序分析，见图2。结果表明，对于＞2 mm团聚体（图2-a），第一排序轴与第二排序轴累积解释信息量达80.42%。在有机氮组分中，非酸解性氮（NHN）贡献率最大，为68.6%；其次是酸解未知态氮（HUN）。分析进一步表明，水稻植株氮吸收主要受到非酸解性氮（=12.3，=0.01）和酸解未知态氮（=8.7，=0.026）的影响，解释率分别为55.2%和22.0%。根据样本与有机氮组分垂直交点到箭头的距离可知，除了酸解氨基糖态氮（ASN）外，各有机氮组分对不同处理氮吸收量的影响大小总体表现为NPKM＞NPKS＞NPK＞CK。对于0.25—2 mm团聚体（图2-b），冗余排序分析显示，第一排序轴与第二排序轴累积解释信息量达62.27%，以非酸解性氮（NHN）贡献率最大，为57.7%，且该组分对不同施肥处理氮吸收量的影响大小表现为NPKM＞NPKS＞NPK＞CK。上述表明，＞2 mm及0.25—2 mm团聚体的非酸解性氮与水稻植株氮吸收量关系密切，这与两团聚体非酸解性氮组分与碱解氮的相关性表现基本一致，说明黄泥田土壤非酸解性氮组分在土壤供氮方面作用不可忽视，同时，NPKM和NPKS处理水稻氮吸收量受土壤有机氮组分的影响程度要高于NPK和CK处理。

图2 不同施肥处理＞2 mm（a）与0.25—2 mm团聚体（b）有机氮组分与水稻氮吸收量的RDA排序图

表5 ＞2 mm与0.25—2 mm团聚体有机氮组分与碱解氮及植株氮吸收的相关性（r）

=12，0.05=0.553，0.01=0.684；“*” Significant at the 5% level（＜0.05）；“**”Significant at the 1% level（＜0.01）。NHN：非酸解性氮Non-hydrolysable N；AHN：酸解性氮Acid-hydrolyzable nitrogen；AMMN：酸解铵态氮Hydrolysable ammonia N；AAN：酸解氨基酸态氮Hydrolysable amino acid N；ASN：酸解氨基糖态氮Hydrolysable amino sugar N；HUN：酸解未知态氮Hydrolysable unknown N

3 讨论

3.1 长期施肥下黄泥田各粒级团聚体对全氮累积贡献的影响

土壤团聚体在提升土壤结构稳定性、增加土壤养分含量、促进微生物活动、提高土壤肥力等方面具有重要的作用[14]。本研究结果表明，＞2 mm和0.25—2 mm团聚体是原土全氮累积的主要场所，施肥均增加了＞2 mm团聚体对原土全氮的累积贡献率，尤其是NPKM、NPKS处理，这主要是黄泥田施肥增加了＞2 mm团聚体质量比重，施肥使土壤团聚体组成“大的更大”，另一方面，施肥提高了＞2 mm、0.25—2 mm与＜0.053 mm团聚体的全氮含量，其中均以NPKM增加最为明显。相关研究表明，NPKM和NPKS处理的黑土粗游离颗粒含量较CK和NPK处理显著提高约10%，NPKM处理的土壤肥料氮固持量较CK和NPK处理显著提高了6.0% 和10.5%[15]。NGUYEN等[16]也研究表明，总氮、各有机氮组分含量与团聚体粒径一般随着有机肥用量的增加而增加，主要原因除了外源有机肥中的氮直接补充到土壤氮库外，施肥尤其是有机无机肥配施提高了作物产量，增加了根际沉析，同时外源有机肥料的增加提高了土壤有机质含量，相应提高了土壤微生物活性，促进了对土壤氮的利用与固持，进而增加了各团聚体的氮含量。

施肥增加了＞2 mm团聚体（大团聚体）对原土全氮累积贡献率，这对农业生产具有现实意义。不同粒级团聚体对于土壤氮素的储存、转化和供应作用不同[17-18]，氮素的转化周期在粉黏粒、微团聚体和大团聚体中分别为2.61、9.30和24.1个月[19]。从中可看出，土壤大团聚体的氮转化周期相对较长，黄泥田不同施肥尤其是有机无机肥配施通过增加大团聚体质量比重与全氮含量，既增加了氮素库容与供氮潜力，又延长了氮供应周期，有利于氮素养分对作物的长效与均衡供给。

3.2 长期施肥对黄泥田土壤团聚体有机氮组分含量及分配的影响

本研究表明，施肥提高了＞2 mm团聚体酸解性氮与非酸解性氮含量及对原土全氮的累积贡献率（表3）。其原因可能是施肥提高了水稻产量，根茬还田量增加，同时，有机物质的投入（NPKM、NPKS）进一步提高了有机氮组分含量与对原土全氮累积贡献率。根茬秸秆中木质素、纤维素和半纤维素这些成分一般认为是难矿化有机质，施入土壤后提高了土壤重组分有机质含量[20-21]，另外畜禽粪便类有机肥显著提高了土壤氨基酸、脂肪酸和蛋白质含量[22]，因此土壤有机氮的组成趋向多元化；同时，施肥增加了＞2 mm团聚体的质量比重，导致易矿化的酸解性氮与难矿化的非酸解性氮含量以及对原土全氮累积贡献率均同步增加。从中也可看出，两种有机物料投入下有机氮组分增加幅度不同，相较于NPKM处理，NPKS处理更有利于非酸解性氮的累积，这可能与外源有机肥料C/N比不同，影响土壤微生物“矿化-同化”过程，进而改变有机氮组分结构[23]。另外，不同有机肥源其有机氮化物本身热力学的不同，也可导致有机物质的生物可利用性差异[24]，但具体机制有待进一步研究。

从施肥对酸解性氮组分含量影响来看，NPKM与NPKS处理主要提高了＞2 mm团聚体的酸解铵态氮、酸解氨基酸态氮和酸解未知态氮含量，尤其是酸解铵态氮，这可能是由于大团聚体受到作物根系及真菌微生物影响较大，导致其产生的吸附性氨和固定态氨较多[25]。从施肥对有机氮组分分配比例影响来看，湖南省3个国家级稻田长期施肥提高了酸解氨基糖态氮和酸解氨基酸态氮在全氮中的占比[26]。长期单施化肥主要提高了潮土＞2 mm团聚体酸解铵态氮比例，施用有机肥提高了酸解氨基酸态氮和酸解未知态氮含量及分配比例[27]。也有研究表明，潮土施用化肥结合秸秆还田对酸解氨基酸态氮的贡献高于酸解铵态氮[28]。本研究条件下，施肥尤其是NPKM与NPKS处理总体提高了＞2 mm团聚体酸解铵态氮的比重。由于酸解铵态氮是对可矿化氮具有直接重要贡献的组分，是土壤可矿化氮的主要来源[29]，本研究条件下，＞2 mm团聚体酸解铵态氮无论是含量还是对全氮累积贡献均有不同程度增加，暗示着不同施肥下土壤的供氮能力得到提升，尤其是NPKM处理，这一点从＞2 mm团聚体酸解铵态氮含量与该粒级的碱解氮以及水稻氮吸收量呈显著正相关得到佐证。从中也可看出，施肥对不同区域土壤酸解性氮组分的影响较为复杂，受土壤性质、气候变化制约较大，因此全面掌握土壤环境与施肥对氮周转过程的影响才可有效地指导区域土壤培肥与氮库管理。

4 结论

4.1 ＞2 mm与0.25—2 mm团聚体是土壤全氮累积的主要场所。长期施肥提高了黄泥田耕层土壤＞2 mm团聚体全氮含量，并增加其对土壤全氮累积贡献率，但其他粒级团聚体对土壤全氮累积贡献率降低，有机无机肥配施尤为明显。

4.2 施肥提高了＞2 mm团聚体中酸解性氮与非酸解性氮含量及对土壤全氮累积贡献率，尤其是有机无机肥配施。配合稻秸还田较配施牛粪更有利于＞2 mm团聚体非酸解性氮的累积。配施牛粪对提高＞2 mm团聚体酸解铵态氮、酸解未知态氮含量及其对土壤全氮累积贡献最为明显，配合稻秸还田则对提高酸解氨基酸态氮含量及其对土壤全氮累积贡献最为明显。

4.3 ＞2 mm团聚体的非酸解性氮、酸解性氮及酸解铵态氮含量与碱解氮含量及水稻氮吸收量关系密切。因此，＞2 mm团聚体是重要的有效氮库。

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Effects of Long-Term Fertilization on Nitrogen Accumulations andOrganic Nitrogen Components in Soil Aggregates in Yellow-Mud Paddy Soil

Institute of Soil and Fertilizer, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350013

【Objective】Nitrogen is an important limiting factor for soil productivity in sticky and thin medium-low-yield paddy soil in southern China. In order to provide the basis for reasonable fertilization and soil nitrogen pool management, the effects of long-term fertilizations on nitrogen accumulations and organic nitrogen components in soil aggregates in a yellow-mud paddy soil were investigated.【Method】In the 36thyear, soil samples from the plough layer under different fertilization treatments in the long-term experiment of yellow-mud paddy soil were collected to analyze the nitrogen accumulation and the content of organic nitrogen components as well as their distributions in aggregates by wet screening and Bremner organic nitrogen classification method. The treatments included: no fertilization (CK), application of chemical fertilizer (NPK), chemical fertilizer plus cow dung (NPKM), and chemical fertilizer plus total rice straw returning (NPKS). 【Result】The content of total nitrogen in ＞2 mm aggregate was significantly increased by 12.7%-51.9% in fertilization treatments compared with that in CK (＜0.05). The cumulative contribution ratios of TN in ＞2 mm aggregate to total nitrogen in bulk soil under NPKM and NPKS treatments were 24.7 and 20.0 percentage points significantly higher than that under CK (＜0.05), respectively. The content of acid-hydrolyzable nitrogen (AHN) and non-hydrolyzable nitrogen (NHN) in ＞2 mm aggregate in fertilization treatments were increased by 10.1%-36.3% and 20.7%-100.5% compared with those under CK, respectively, and the cumulative contributions of the two components to total nitrogen in bulk soil were increased as well, especially for NPKM and NPKS treatments. In ＞2 mm aggregate, the content of acid-hydrolyzable ammonia nitrogen (AMMN) in fertilization treatments were significantly increased by 17.2%-40.4% compared with that in CK (＜0.05), and the largest increasement was found under NPKM treatment. The content of acid-hydrolyzable amino acid nitrogen (AAN) and acid-hydrolyzable unknown nitrogen (HUN) were increased most significantly under NPKS and NPKM treatments, which were 24.0% and 52.1% higher than those under CK (＜0.05), respectively. The content of NHN and AMMN in ＞2 mm and 0.25-2 mm aggregates were all significantly positively correlated with the content of alkaline nitrogen in corresponding aggregates (＜0.05). Compared with NPKM, NPKS was more conducive to the accumulation of NHN in ＞2 mm aggregate. In ＞2 mm aggregate, NPKM had the biggest contribution to the increase of AMMN and HUN contents, and their cumulative contribution ratios to total nitrogen in bulk soil, while NPKS had the largest contribution to the increase of AAN content and their cumulative contribution ratio to total nitrogen in bulk soil. Redundant analysis (RDA) showed that the nitrogen uptake of rice plant was mainly affected by NHN components in ＞2 mm and 0.25-2 mm aggregates. The nitrogen uptake of rice plant was more affected by soil organic nitrogen components under NPKM and NPKS treatments than that under NPK and CK treatment.【Conclusion】The content of total nitrogen in ＞2 mm aggregate and their cumulative contributions to total nitrogen in bulk soil were increased in plough layer of yellow-mud paddy soil under long-term fertilizations, especially for the combined application of organic and inorganic fertilizers. The contents of NHN, AHN and AMMN in ＞2 mm aggregate were closely related to alkaline nitrogen and the nitrogen uptake of rice plant in yellow-mud paddy soil, which were important available nitrogen pool.

long-term fertilization; organic nitrogen component; soil aggregate; yellow-mud paddy soil; chemical fertilizer; organic fertilizer

2022-04-06；

2022-06-01

福建省自然科学基金（2021J01479）、闽侯农田生态系统福建省野外科学观测研究站（闽科基〔2018〕17号）、“5511”协同创新工程（XTCXGC2021009）

王飞，E-mail：fjwangfei@163.com。通信作者何春梅，E-mail：34212241@qq.com

10.3864/j.issn.0578-1752.2023.09.009

（责任编辑 李云霞）