施肥对羊草草原土壤氮素转化影响

作者：史德军

来源：《畜牧兽医科学》 2019年第19期

史德军

（青海省草原改良试验站，西宁 813000）

摘要：氮素是植物生长过程中重要的营养元素，牧草从羊草草原土壤吸收最多的元素也是氮，氮素能推动草原生态系统发展，有机是羊草草原土壤氮存在的1种形式，通过矿化作用逐渐转变为可以吸收的无机氮，构成生态系统氮元素循环的主要过程。该文就施肥对羊草草原土壤氮素转化影响进行研究，希望能给大家带来一些意见。

关键词：施肥；羊草草原；土壤；氮素转化；影响

中图分类号：S812

文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.2096-3637.2019.19.038

0 引言

施肥是维持羊草草原土壤平衡的重要措施，通过合理施肥能进一步提高牧草品质，改善羊草草原土壤质量，施肥能进一步增加土壤氮矿化速率，施肥总量也会对土壤产生一些不利影响，不同类型草地对于施肥的反应也有所不同。

1 测定方法

在测定施肥对羊草草原土壤氮素转化的影响时，采用离子交换树脂吸附袋法通过原位培养的方式进一步研究施肥和切根对羊草草原土壤氮素转化的影响。首先，用剪刀齐地剪去地上植被，再慢慢将PVC管插入土壤，直到PVC管上端与地面齐平，然后再将PC管取出，用刀逐渐剥离底部2 cm土壤，同时依次将滤纸、吸附袋、滤纸、具孔石膏垫放入其中，最后将已安装好的PVC管原来的位置进行培养[1]。在测定过程中，采用滤纸能尽量避免树脂和土壤直接接触石膏垫，进一步阻止吸附袋对PVC管下方土壤中NO3N的吸附作用，同时，采用石膏垫也能确保石膏垫上面的小孔作用，进一步确保土壤水分与周围土壤进行充分交换并且始终保持一致。为使最终结果更加明确，工作人员可以在已经安装完毕的PVC管周围取3钴土壤进行混匀过筛，再装入保鲜袋利用保温箱带回实验室，经过研究后，可以将铵态氨NH4N，硝态氮NO3N的最终测试结果作为土壤氮素转化影响探究的初始值[2]。在30 d后可以将PVC管取出，再进一步测定羊草草原土壤氮素转化结果，同时安装新的PVC管并且定期取周围土壤进行深入研究，并作为培养初始值，以此重复直到进入草原枯黄期。在研究全过程，需要利用土壤温度、湿度记录仪进行动态监测，实时了解土壤水热状况。利用双波长紫外分光光度法可以测定羊草草原土壤硝态氮含量，靛蓝比色法测定羊草草原土壤铵态氮含量，环刀法测定羊草草原土壤容重，电位法测定羊草草原土壤pH值，重铬酸钾氧化滴定法测定羊草草原土壤有机碳，全自动凯氏定氮仪测定羊草草原土壤全氮，流动注射分析仪测定羊草草原土壤全磷。

2 影响

羊草草原土壤中氢素转化及有效氮含量是植物吸收、氮淋溶、微生物活性等综合作用的最终结果，而微生物活性形成过程中周围的温度和水分都是主要环境因子。羊草草原整个生长季并没有氨肥施入，土壤中的矿质氮含量以及羊草草原土壤中的氮素转化变化趋势为先升高后降低，羊草草原土壤中的矿质氮含量以及羊草草原土壤中的氮素的最大值都出现在7月，与羊草草原土壤中的温度和水分变化趋于一致[3]。这与羊草草原土壤氮素转化受羊草草原土壤温度和含水量变化相挂钩，且环境的温度和湿度对羊草草原土壤氮化相互作用，不可分离。羊草草原土壤净硝化量最大值主要出现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长旺期，在这一季度，周围温度高且降水集中，对羊草草原土壤氮素化等过程具有一定影响，羊草草原土壤各种形态的氨通过植物吸收、淋溶等过程，也会直接导致羊草草原土壤中牧草生长后期表层羊草草原土壤矿质氨含量下降。氨肥施入初期，羊草草原土壤矿质氮含量较高，尤其是铵态氮含量明显增加，在青海地区雨季过量时进行氮肥施入会直接导致氮流失，给植被增加生长风险。尿素施入羊草草原土壤后少量以分子态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铵。研究发现将尿素作为基肥施入羊草草原土壤羊草草原土壤中铵态氮4 d后会达到高峰，10 d内也会迅速下降至对照水平，并且不再受到施氮水平影响，且始终保持在较低水平。此外打草场经过6～7月的休闲期后，在牧草返青期，羊草草原土壤中矿质氮也积累到了一定程度，在试验地温度的逐渐升高的背景下，羊草草原土壤氮素矿化作用也越来越强烈，这主要用于羊草草原土壤中硝态氨的积累。随着牧草返青，植物开始大量吸收羊草草原土壤矿质氢，再加上一部分因铵态氮挥发、硝态氮淋溶的损失，每年6月羊草草原土壤中的矿质氮出现损耗。在枯黄期，氮磷配施处理羊草草原土壤铵态氨含量明显高于单施氮、磷肥处理，这可能是因为在进行过磷酸钙肥料施肥时，会含有少量游离磷酸，少量游离磷酸与尿素混合后出现固氢的效果，这也在一定程度上减少氮的损失。在轻度碱化水稻土进行试验，表明过磷酸钙尿素混施使铵态氮挥发损失率有所降低，过磷酸钙与尿素混施在降低铵态氢挥发的同时也提高氮素利用率。羊草草原土壤硝态氮含量表现为高氮添加处理，其中一部分原因是由于大量尿素被施用，为硝化作用提供丰富底物，能在促进硝化作用的同时加大硝酸根淋溶的可能性，这也在无形之中增加了环境风险。

施肥除能够补充植物养分，同时也会直接影响羊草草原土壤的元素平衡，氮和磷肥的施入也会直接改变羊草草原土壤氮和磷元素的转化过程，并最终影响元素在循环过程中的正常模式。在进行氮肥施入的过程中能进一步增强羊草草原土壤硝化和矿化作用，但施用磷肥后草地羊草草原土壤净氮硝化量有所降低。通过采用C和N标记外源碳氨的方法也在不断证实外源碳氨能在一定程度上促进羊草草原土壤氮的矿化，并且在不同的碳氨源加入羊草草原土壤进行培养后，羊草草原土壤矿化氨会有所增加，这种激发效应表现为低肥力羊草草原土壤高于高肥力羊草草原土壤。这也表明氮添加初期改变了草地羊草草原土壤氮转化模式，在5—8月氮素添加处理的羊草草原土壤硝化作用比较强烈，这是因为氢素添加到羊草草原土壤中为硝化作用提供基质。氮素添加处理羊草草原土壤净氢矿化量在5—7月有较大变化，施肥处理羊草草原土壤的供氮能力集中在5—7月。但关于氮素添加羊草草原土壤转化影响的结果也有所不同，进行3年施氮肥处理的内蒙古典型草原羊草草原土壤矿化能力的研究结果表明高氮添加导致pH降低，可溶有机质随之减少，微生物生命活动能量物质减少，进而抑制羊草草原土壤氮矿化。采用PVC管原位培养的方法调查玉米整个生长期羊草草原土壤氢素转化对施肥量的响应，表明羊草草原土壤净氮矿化量、硝化量均随施氮量增加而增加。国内外学者的研究结果表明士壤氮素化主要受羊草草原土壤温度、湿度、管理方式等因素的影响。

3 结束语

施肥对羊草草原土壤氮素转化具有一定影响，通过揭露牧草生长过程中的动态特征，进而为土壤管理提供理论依据。

参考文献

[1] 戚瑞敏，温延臣，赵秉强，等．长期不同施肥潮土活性有机氮库组分与酶活性对外源牛粪的响应[J]．植物营养与肥料学报，2019，25（8）：1 265-1 276．

[2] 张迎春，颉建明，毛振宇，等．生物有机肥部分替代化肥对莴笋及土壤理化性质和微生物的影响[J]．水土保持学报，2019，33（4）：196-205．

[3] 伍一宁，许楠，王贺，等．模拟CO2浓度升高对三江平原中小型土壤动物多样性和功能群结构的影响[J]．草业科学，2019，36（6）：1 641-1 652．