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

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、40g·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40g·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40g·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.

关键词：添加氮、油松林、土壤微生物氮、氮循环

所属期刊栏目：51

分类号：S714.3;S718.5(林业基础科学)

资助基金：科技部科技基础资源调查专项项目;林草科技创新发展研究项目

在线出版日期：2023-07-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：40-47