添加无机氮对山西太岳山油松林土壤 微生物氮利用效率的影响

• 作者: 杨金婕 王勇强 周志勇 沈颖
• 来源期刊: 东北林业大学学报
• 关键词: 添加氮 油松林 土壤微生物氮 氮循环
• 年，卷（期）: 2023,（8）
• 页码范围: 40-47
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13759/j.cnki.dlxb.2023.08.012

摘要

在山西太岳山森林生态系统国家定位观测研究站的研究区域，选取立地条件基本一致的天然油松(Pinus tabuliformis)林为研究样地，于2015年5月份建立试验样地20块(每块样地15 m×15 m);采用随机区组设计，试验样地内设置1个对照处理和4个梯度添加氮处理(0、5、10、20、40 g·m-2·a-1),每个梯度设置4个重复，添加的氮源为硝酸铵，在每年的6月份对各样地进行施氮处理；2019年8月份，在每块样地内随机选取3个取样点，用内径5 cm的土钻采集0～10 cm土层的土壤样品，测定土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物生物量磷、土壤酶活性、土壤理化性质；采用单因素方差分析法、最小显著差异法(LSD)分析不同氮处理间土壤基本理化性质的差异，采用回归分析法分析土壤微生物氮利用效率与各形态氮素的相关性，采用结构方程模型通径分析微生物氮利用效率的驱动因素间相关性。结果表明：(1)添加氮时土壤全氮质量分数、有机氮质量分数无显著变化；无机氮质量分数，从不施氮时的4.89 mg·kg-1显著提高到施氮量为40 g·m-2·a-1时的177.63 mg·kg-1,增加了35.3倍；微生物生物量氮的质量分数、与氮获取酶相关酶的活性(β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性+亮氨酸氨肽酶活性),随施氮量的增加出现先升高后降低的趋势，均在施氮量为40 g·m-2·a-1时最小，显著低于不施氮时12.5%、27.9%。(2)添加氮对微生物氮利用效率有显著的促进作用，由对照(施氮量0)时的0.18增大到施氮量40 g·m-2·a-1时的0.60,提高了2.3倍(P<0.05)。(3)微生物氮利用效率，受土壤pH、碳氮比(碳质量分数w(C)∶氮质量分数w(N))、微生物生物量碳氮比(生物量碳质量分数w(CMB)∶生物量氮质量分数w(NMB))、氮获取酶相对活性[(β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性+亮氨酸氨肽酶活性)/(β-1,4-葡萄糖苷酶活性+β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性+亮氨酸氨肽酶活性+酸性磷酸酶活性)]的显著影响；微生物氮利用效率，与pH、w(C)∶w(N)、氮获取酶相对活性呈正相关，与w(CMB)∶w(NMB)呈负相关。(4)综合试验结果，说明添加氮通过影响土壤氮及其各组分的构成，使土壤微生物由养分(氮)限制转化为能量(碳)限制，提高了微生物对氮的利用效率。