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亚热带地区7种典型林分土壤有机氮组分特征_耿必苗.pdf

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资源描述

1、第 51 卷 第 3 期东北林业大学学报Vol51 No32023 年 3 月JOUNAL OF NOTHEAST FOESTY UNIVESITYMar 20231)宣城市林业局委托项目(K160139313)。第一作者简介:耿必苗,女,1997 年 11 月生,安徽大学资源与环境工程学院,硕士研究生。Email:jiez1128 163com。通信作者:孙庆业,安徽大学资源与环境工程学院,教授。Email:sunqingye ahueducn。收稿日期:2022 年 2 月 8 日。责任编辑:段柯羽。亚热带地区 7 种典型林分土壤有机氮组分特征1)耿必苗孙庆业武林辉王艳杰陈月赵琼(安徽大学

2、,合肥,230601)摘要为了解亚热带地区不同类型林分土壤中总氮与有机氮组分质量分数特征,以阔叶混交林、毛竹林、枫香林、针阔混交林、马尾松林、杉木林、针叶混交林 7 种类型的林分土壤为研究对象,利用 Bremner 酸解法对土壤氮组分进行测定,并分析其与土壤理化性质间的相关性。结果表明:林分类型对总氮和有机氮各组分质量分数有显著影响。非酸解氮和酸解氨态氮质量分数表现为毛竹林最高,其余有机氮组分和总氮质量分数均表现为阔叶混交林最高。随着土壤深度增加,土壤总氮、非酸解氮、酸解氮及其各组分质量分数均呈下降趋势。土壤酸解氮是总氮的主体,占比为 6806%。有机氮各组分质量分数及其占总氮比例由大到小依次

3、为:非酸解氮及未知态氮、氨基酸态氮及酸解氨态氮、氨基糖态氮。关键词林分类型;林分土壤;总氮;有机氮组分分类号S7148Soil Organic Nitrogen Components in Seven Typical Forest Stands in Subtropical China/Geng Bimiao,SunQingye,Wu Linhui,Wang Yanjie,Chen Yue,Zhao Qiong(Anhui University,Hefei 230601,P China)/Journal ofNortheast Forestry University,2023,51(3):11

4、7123This study was conducted to understand characteristics of total nitrogen(N)and organic N components in differenttypes of forest soils in subtropical China Soil total N and organic N components determined by Bremner acid hydrolysismethod were compared in seven types of forests,ie mixed broad-leav

5、ed forest,Phyllostachys edulis forest,Liquidambarformosana forest,mixed coniferous and broad-leaved forest,Pinus massoniana forest,Cunninghamia lanceolata forest andmixed coniferous forest In addition,the correlations between soil N components and physicochemical properties were ana-lyzed The forest

6、 type has a significant effect on the contents of total N and organic N components The contents of non-acidhydrolysis N and acid hydrolysis ammonia N are highest in Phyllostachys edulis forest,while the other organic N compo-nents and total N contents are highest in mixed broad-leaved forest With th

7、e increase of the soil depth,the contents of totalN,non-acid hydrolysis N,acid hydrolysis N and its components show a downward trend Soil acid hydrolysis N accountingfor 6806%of total N is the predominant part of soil N The content of each component of organic nitrogen and its propor-tion to total n

8、itrogen in descending order are on-acid hydrolysis N and unknown N,amino acid N and acid hydrolysis am-monia N,and amino sugar NKeywordsForest type;Forest soil;Total nitrogen;Organic nitrogen component土壤氮素可分为无机态氮和有机态氮两类,其中有机态氮约占土壤总氮的 90%以上1。土壤中有机氮质量分数及其生物学稳定性的大小决定土壤供氮潜能的大小2。一直以来,人们认为有机态氮必须经过微生物矿化作用转

9、变为无机态氮才能为植物所用,然而,目前已有证据表明,如氨基酸这样的小分子氮可直接被植物吸收利用34。土壤中已知的有机氮化合物种类繁多,包括各种蛋白质、氨基糖等,但由于其组成相似,很难被分离鉴定5。Brem-ner6 于 1965 年提出利用酸解法分组测定土壤有机氮,并将有机氮分为酸解氮(酸解氨态氮、氨基酸态氮、氨基糖态氮、未知态氮)和非酸解氮。此后,国内外学者对土壤有机氮组分展开了大量研究,主要集中于其在施肥79、灌溉1011、土壤类型1214、土地利用方式15 等方面的变化特征。施肥可以提高土壤有机氮组分质量分数及供氮潜力89;滴灌及渗灌处理的氨基酸态氮、酸解氨态氮、氨基糖态氮占全氮的比例均

10、高于沟灌11;旱地土壤的总氮及各组分氮质量分数均显著低于相应的水稻土壤15。已有研究发现,亚热带典型森林土壤中有机氮组分随土壤深度的增加呈下降趋势16,土壤总氮及有机氮组分质量分数随着马尾松恢复年限的增加而增加17,但对不同类型森林土壤有机氮组分特征的研究及报道较为少见。近年来受人类活动的影响,我国亚热带地区森林资源遭到破坏,其地带性自然优势群落被大量破坏,取而代之的是大面积的次生林和人工林,因此,或多或少存在生产力低、土壤肥力退化和树种组成单一化等问题18。本研究以位于亚热带气候区的宁国市 7 种林分类型土壤为研究对象,分析其有机氮组分质量分数及分布特征,为亚热带地区合理营林造林及森林土壤氮

11、素的合理利用提供参考。DOI:10.13759/ki.dlxb.2023.03.0051研究区概况宁国市为典型的亚热带季风气候区,是安徽省重点山区县,全国生态保护与建设示范区。全市森林资源丰富,森林覆盖率达到近 80%19,地带性植被为常绿阔叶林。近年来受人类活动的影响,现有植被以常绿阔叶林、落叶阔叶混交林、针阔混交林、针叶林、竹林为主20。采样点位于安徽省宁国市胡乐林场,地处皖南东部,为天目山北麓与黄山山脉交接处。该地区为亚热带季风气候,气候温和,四季分明,年平均降水量 1 5897 mm,年平均气温 154。土壤以红壤、黄壤为主。该地区林地面积占该林场总面积 743%,主要的木本植物为马尾

12、松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、毛竹(Phallstachys edu-lis)、枫香(Liquidambar formosana)等21。2材料与方法21样地选择与样品采集本研究于 2020 年 10 月在胡乐林场选取阔叶混交林、毛竹林、枫香林、马尾松林、杉木林、针叶混交林、针阔混交林 7 种类型林分。每种林分设置 3 个20 m20 m 标准样地,样地基本信息见表 1。各样地按土壤深度(h),分别在 0h10 cm、10 cmh20cm、20 cmh40 cm、40 cmh60 cm 土层采集剖面土样,然后将同一样地相同深度的

13、土样混合后装入自封袋中并做好标签,带回室内风干,用来测定土壤基本理化性质及有机氮组分。表 1样地基本概况林分类型经纬度海拔/m坡度/()坡向平均树高/m平均胸径/cm主要树种阔叶混交林118457E,30191N14935北1402764青冈栎、麻栎毛竹林118452E,30211N27635北1453854毛竹枫香林118765E,30346N19539西1402243枫香针阔混交林118451E,30189N20423西南1352237杉木、秤锤树马尾松林11846E,30206N1750西2003439马尾松杉木林118456E,30204N18031南1452271杉木针叶混交林118

14、453E,30205N17535南1452181杉木、马尾松22测定方法土壤基本理化性质参照土壤农业化学分析方法测定1,具体内容见表 2。土壤总氮、总磷采用高氯酸硫酸消化流动分析仪测定;总钾采用氢氟酸高氯酸消化火焰光度计测定;有机碳采用重铬酸钾外加热法测定;pH 采用水土比 V(水)m(土)=25 mL 1 g 电位法测定。土壤有机氮组分采用 Bremner 酸解法测定56。在待测土样中加入浓度为 6 molL1的氯化氢摇匀后,置烘箱于120 下封管水解12 h 后制备酸解液。取酸解液后采用混合催化法测得酸解氮;用氧化镁蒸馏法测得酸解氨态氮;用 pH 为112 的磷酸硼酸缓冲液法测得酸解氨态氮

15、及氨基糖态氮;用茚三酮氧化,磷酸硼酸盐缓冲液蒸馏法测得氨基酸态氮。氨基糖态氮=酸解氨态氮+氨基糖态氮酸解氨态氮;酸解未知态氮=酸解氮酸解氨态氮氨基糖态氮氨基酸态氮;非酸解性氮=总氮酸解总氮。表 2土壤理化性质林分类型土壤深度(h)/cm含水率/%pH总磷质量分数/gkg1总钾质量分数/gkg1有机碳质量分数/gkg1阔叶混交林0h1019371604570250540109900556061109810h2014301444650260460101023045395975520h4020940374780130460101092045327370240h60175801647702604601

16、4112312632911673毛竹林0h1014370525790100460021225028361231310h206860665910080460031289025251712220h409070395870140430051301055206224940h6068904358102004600313750762039118枫香林0h1012960795480160480021623065283540210h2010800575480110430011618058175909520h4010150725570110410011585089159711040h60107605856100

17、604200117280781587330针阔混交林0h1018340316640120790081856069286504010h2017880866890150880201920082121207920h401810055700015083019163218197315640h60181002270601507901519491061030169811东北林业大学学报第 51 卷续(表 2)林分类型土壤深度(h)/cm含水率/%pH总磷质量分数/gkg1总钾质量分数/gkg1有机碳质量分数/gkg1马尾松林0h1010930175900181000171366140273439010h20

18、11750696050151010191313080171035420h4010670976260061010201337122106417340h6010940486440051100201351134724083杉木林0h1016600446210070910041618014291901810h2014221256330071010061906125177105820h4015290766290120960052079104178048540h60147710962501109800626001281727203针叶混交林0h1012830455600120260151893017253

19、327210h2013910205780020100012147100133119820h4012691215690050110012374067140624740h6012830485790080160042820110988058注:表中数据为平均值标准差。23数据处理使用 Excel 2016 进行数据处理,SPSS 25 软件进行相关性及方差分析,通过单因素方差分析和 Dun-can 多重比较对相同深度不同林分类型的土壤总氮及有机氮组分质量分数进行差异显著性检验(a=005)。3结果与分析31不同林分土壤总氮、酸解氮和非酸解氮的分布特征由表 3 可知,7 种林分土壤总氮质量分数变化范围

20、为 046349 gkg1,其均值由大到小依次为:阔叶混交林、毛竹林、枫香林、针阔混交林、马尾松林、杉木林、针叶混交林。差异性分析表明,阔叶混交林的土壤总氮质量分数均值显著高于其余林地(P005);毛竹林、枫香林、针阔混交林的土壤总氮质量分数均值无显著差异;马尾松林、杉木林、针叶混交林的土壤总氮质量分数均值无显著差异。不同林分同一深度的土壤总氮质量分数差异显著性有一定区别,其中以 20 cmh40 cm 土层的土壤总氮质量分数差异最为显著。此外,随着土壤深度的增加,土壤总氮质量分数呈下降趋势。表 3不同林分土壤总氮、酸解氮和非酸解氮质量分数林分类型总氮质量分数/gkg10h10 cm10 cm

21、h20 cm20 cmh40 cm40 cmh60 cm阔叶混交林(349023)a(220011)a(246015)a(177030)a毛竹林(266023)b(144013)b(179012)b(161017)ab枫香林(221027)bc(160007)b(144009)bc(135020)abc针阔混交林(258004)b(138003)b(122008)cd(122009)bc马尾松林(176024)cd(102016)c(080005)e(046006)d杉木林(116008)d(102008)c(101010)de(082003)cd针叶混交林(143019)d(069002)c

22、(092018)de(052003)d林分类型酸解氮质量分数/gkg10h10 cm10 cmh20 cm20 cmh40 cm40 cmh60 cm阔叶混交林(295018)a(163013)a(185018)a(113024)a毛竹林(161016)b(098014)bc(092007)b(094016)ab枫香林(146019)bc(085005)bc(086011)b(086014)ab针阔混交林(192009)b(112008)b(091004)b(075004)ab马尾松林(142015)bc(082014)bc(059007)bc(030001)c杉木林(098012)c(077

23、006)cd(077006)bc(052002)bc针叶混交林(107012)c(045004)d(045011)c(026002)c林分类型非酸解氮质量分数/gkg10h10 cm10 cmh20 cm20 cmh40 cm40 cmh60 cm阔叶混交林(055008)bcd(057005)ab(062006)b(064006)ab毛竹林(105010)a(046005)bc(087005)a(067002)a枫香林(075010)ab(075012)a(059002)b(049007)bc针阔混交林(066009)bc(026010)cd(032006)cd(047005)c马尾松林(0

24、33009)de(020003)d(021003)d(016005)d杉木林(018006)e(024004)cd(024005)d(030001)d针叶混交林(037011)cde(024003)cd(046007)bc(027001)d注:表中数据为平均值标准差;同列不同小写字母表示同一土壤深度不同林分间差异显著(P005)。911第 3 期耿必苗,等:亚热带地区 7 种典型林分土壤有机氮组分特征如表 3 所示,土壤酸解氮质量分数在不同林分及深度之间存在显著差异。7 种林分的酸解氮质量分数均值由大到小依次为:阔叶混交林、针阔混交林、毛竹林、枫香林、马尾松林、杉木林、针叶混交林。其中,阔叶混

25、交林与针阔混交林、毛竹林的土壤酸解氮质量分数差异不明显,但显著高于其余 4 种林分(P005)。土壤酸解氮质量分数在土壤深度上的分布规律与总氮相似,均随土壤深度的增加而降低。7 种林分土壤非酸解氮质量分数介于 016 105 gkg1(表 3),其均值由大到小依次为:毛竹林、枫香林、阔叶混交林、针阔混交林、针叶混交林、杉木林、马尾松林。其中,毛竹林、枫香林、阔叶混交林 3 种林分之间的土壤非酸解氮质量分数均值无显著差异,但毛竹林的土壤非酸解氮质量分数显著高于其余 4 种林分(P005)。32不同林分土壤酸解氮组分分布特征不同林分类型的土壤氨基酸态氮质量分数差异显著(表 4)。7 种林分氨基酸态

26、氮质量分数均值由大到小依次为:阔叶混交林、毛竹林、马尾松林、针阔混交林、枫香林、杉木林、针叶混交林。其中,阔叶混交林与毛竹林的土壤氨基酸态氮质量分数均值无显著差异,但显著高于其余 5 种林分(P005)。土壤中氨基酸态氮的垂直分布规律与总氮和酸解氮相似,均随着土壤深度的增加而降低。不同林分的土壤酸解氨态氮质量分数有较大区别(表 4)。7 种林分的土壤酸解氨态氮质量分数由大到小依次为:毛竹林、阔叶混交林、针阔混交林、枫香林、杉木林、马尾松林、针叶混交林。其中,毛竹林和阔叶混交林的土壤酸解氨态氮质量分数均值显著高于马尾松林和针叶混交林(P005)。同时,7 种林分土壤中 0h10 cm 土层的酸解

27、氨态氮质量分数最高,且显著高于底层土壤,具有明显的表聚现象。表 4不同林分土壤酸解氮各组分质量分数林分类型氨基酸态氮质量分数/mgkg10h10 cm10 cmh20 cm20 cmh40 cm40 cmh60 cm阔叶混交林(1 1736612952)a(537394590)a(635138785)a(302359469)ab毛竹林(734749605)b(334345473)b(348694899)b(376859967)a枫香林(300076062)c(105151576)d(147823735)c(13874998)bc针阔混交林(358262964)c(132332299)cd(96

28、011119)c(106071724)bc马尾松林(436578225)c(252796469)bc(122613740)c(91782794)c杉木林(228242559)c(11840922)cd(16072364)c(104251062)bc针叶混交林(376125458)c(79481996)d(88433201)c(34681266)c林分类型酸解氨态氮质量分数/mgkg10h10 cm10 cmh20 cm20 cmh40 cm40 cmh60 cm阔叶混交林(586754913)a(294194810)a(376353798)a(286687258)b毛竹林(613713138)

29、a(343523913)a(349982484)a(407213476)a枫香林(564794187)a(248772083)ab(173932990)bc(101821923)cd针阔混交林(599604541)a(236133302)ab(198141040)b(18953729)bc马尾松林(241324046)bc(162934444)b(81662345)cd(2859507)d杉木林(309891305)b(236691415)ab(178694188)bc(9967500)cd针叶混交林(167142144)c(40551366)c(54342386)d(2844436)d林分类

30、型氨基糖态氮质量分数/mgkg10h10 cm10 cmh20 cm20 cmh40 cm40 cmh60 cm阔叶混交林(144422215)ab(15195330)a(195992455)a(70462094)abc毛竹林(89581655)bc(132332470)ab(12210877)b(5823834)bcd枫香林(62871452)c(66682023)cd(96692209)bc(109482266)a针阔混交林(147023421)ab(8819775)bc(54121168)cd(98851673)ab马尾松林(190532476)a(146261978)a(4508122

31、2)cd(4390537)cd杉木林(39491132)c(4167514)cd(94661172)bc(51251152)bcd针叶混交林(83611373)bc(1546692)d(3184043)d(923460)d林分类型未知态氮质量分数/mgkg10h10 cm10 cmh20 cm20 cmh40 cm40 cmh60 cm阔叶混交林(1042367112)a(645594839)a(642004930)a(476006971)ab毛竹林(175553934)c(171274799)c(99372504)e(95232714)e枫香林(5323010786)b(427236270)

32、b(437083583)bc(509126501)a针阔混交林(815044281)a(662468193)a(563634288)ab(352382690)bc马尾松林(554066887)b(257655784)bc(344023163)cd(137032263)de杉木林(403407793)bc(376904598)b(331513146)cd(263502532)cd针叶混交林(442926265)b(312162278)bc(277775372)d(182972818)de注:表中数据为平均值标准差;同列不同小写字母表示同一土壤深度不同林分间差异显著(P005)。021东北林业大学

33、学报第 51 卷由表 4 可知,7 种林分的未知态氮质量分数的变化范围为 95231 04236 mgkg1,其均值由大到小依次为:阔叶混交林、针阔混交林、枫香林、杉木林、马尾松林、针叶混交林、毛竹林。其中,阔叶混交林、针阔混交林的土壤未知态氮质量分数均值与枫香林无显著差异,但显著高于其余 4 种林分(P005)。不同林分同一深度的土壤未知态氮质量分数的差异显著性有所不同,其中以 20 cmh40 cm土层未知态氮质量分数的差异最为显著。土壤未知态氮质量分数随着土壤深度的增加而降低。7 种林分氨基糖态氮质量分数介于 92319599mgkg1(表 4),其均值由大到小依次为:阔叶混交林、马尾松

34、林、毛竹林、针阔混交林、枫香林、杉木林、针叶混交林,但不同林分之间无显著差异。除针阔混交林的氨基糖态氮质量分数随土壤深度的增加而增加,其余林分的土壤氨基糖态氮质量分数均随着土壤深度的增加而降低。33不同林分有机氮组分分配比例如表 5 所示,7 种林分土壤酸解氮质量分数占总氮的百分比为 4853%8447%,平均值为 6806%,是土壤总氮的主体。在 0h10 cm 土层中,针叶林的土壤酸解氮占总氮的比例高于阔叶林。不同林分土壤酸解氮组分占总氮的百分比存在显著差异,其中,土壤氨基糖态氮占总氮比例均值最小,仅为(614057)%。不同林分的同一土层中,土壤氨基糖态氮的占比差异不显著。土壤氨基酸态氮

35、、酸解氨态氮占总氮比例的均值较为接近,分别为(16 75 140)%、(1570122)%。阔叶混交林的氨基酸态氮质量分数和毛竹林酸解氨态氮质量分数占总氮比例均高于其余林地。土壤未知态氮质量分数占总氮的百分比均值为(2948210)%,其中毛竹林土壤未知态氮的占比最小,仅为 734%,显著低于其余林地(P005)。相同林分类型时,不同土壤深度的氨基糖态氮和未知态氮占总氮比例无显著差异。非酸解氮所占总氮比例随着土壤深度的增加而增加,其余氮组分的占比变化规律相似,均随土壤深度的增加而下降。表 5不同林分土壤有机氮各组分占总氮的比例林分类型土壤深度(h)/cm非酸解氮占总氮的百分比/%氨基酸态氮占总

36、氮的百分比/%酸解氨态氮占总氮的百分比/%氨基糖态氮占总氮的百分比/%未知态氮占总氮的百分比/%阔叶混交林0h10155315233582651680074416064299316910h20260324624380871324154696047294018720h40252532025632451522083791069259904740h603681303164224815731763860572717246毛竹林0h1039492292740148231908234807964510410h20325347523052682370076918139115426720h4048750801

37、934189195201268100755913640h60424938222733752541051360013577125枫香林0h10340422113331572592149312113235825410h2046605056550921554113421137270948320h4041314539972061191152657123302309440h6036701879742077510687960583809351针阔混交林0h10254534113911132329179569128316618710h2018986759541581700220640069480969120

38、h4025113998011341634143442090461226640h60385511686210115751418041052904175马尾松林0h101824245248527013730971127196319029010h201974343242130715572131519348252948720h4026625401482376991253576185428834340h603310654191543161505810012183159845杉木林0h10158860119570982695186332082342849710h2023893361183160233103

39、7407023369025820h40240135216111131725230965176329928640h603659050127311012240936231293221269针叶混交林0h10246843726121001167020623179312936910h2035224591137252581193225102453635220h405147220904157545135374070303101540h6051300696872615440821800893459355注:表中数据为平均值标准差。7 种林分土壤有机氮各组分质量分数均值及其占总氮比例的规律不同。毛竹林土壤有机

40、氮各组分质量分数均值及其占总氮比例由大到小依次为:非酸解性氮、氨基酸态氮及酸解氨态氮、未知态氮、氨121第 3 期耿必苗,等:亚热带地区 7 种典型林分土壤有机氮组分特征基糖态氮,其余 6 种林分土壤有机氮各组分质量分数均值及其占总氮比例由大到小依次为:未知态氮及非酸解性氮、氨基酸态氮及酸解氨态氮、氨基糖态氮。34土壤有机氮组分与土壤理化指标的相关性分析相关分析表明(表 6),土壤有机氮各组分质量分数均与总氮、有机碳质量分数呈显著正相关,与pH、总钾呈显著负相关。土壤非酸解性氮与总磷质量分数呈显著负相关。土壤总氮、酸解氮、氨基酸态氮、酸解氨态氮、未知态氮质量分数与含水率呈显著正相关。表 6土壤

41、有机氮组分与土壤理化指标间的相关系数指标含水率pH总磷总钾有机碳总氮酸解氮总氮0302 0505 01230558 0824 10000953 酸解氮0408 0463 00130542 0846 0953 1000非酸解氮00780393 0336 0361 0423 0692 0441 氨基酸氮0237*0559 00770583 0872 0875 0899 酸解氨态氮0222*0276*00110484 0708 0884 0826 氨基糖氮01240279*00680509 0449 0571 0593 未知态氮0575 0276*00460236*0528 0634 0765 注:

42、*表示相关性显著(P005);表示相关性极显著(P001)。4结论与讨论氮素是植物生长发育所必需的营养元素,是评价土壤肥力的重要指标22。本研究表明,在气候条件和土壤类型相似的背景下,阔叶林土壤总氮质量分数高于针叶林,尤其在 0h10 cm 土层中,阔叶混交林的总氮质量分数显著高于其余 6 个林分,这与王晓荣等23、邓小军等24 的研究结果一致,说明阔叶混交林的土壤肥力较其余林分高。土壤中氮素主要来源于地表枯落物的分解返还及生物固氮25。阔叶林不仅凋落物量多于针叶林,且含有较多易分解的化合物,有利于氮素在土壤中的固持26。土壤氮素主要以酸解氮和非酸解氮形态存在,二者的质量分数显著影响土壤氮素的

43、有效性,其中酸解氮对可矿化氮的影响较大13。研究发现,非酸解氮结构较为稳定,其分配比例增加有利于提高土壤氮素的固持能力27。在一定条件下,酸解氮和非酸解氮可以互相转化。本研究中,酸解氮的平均质量分数为 104 gkg1,占土壤总氮的 6806%,是土壤总氮的主体,与多数研究结果13,1617 一致。吴汉卿等28、王瑞军等14 研究表明,土壤酸解氮与总氮质量分数显著正相关,本研究与其研究结果一致。土壤中非酸解氮的平均质量分数为 046 gkg1,占总氮的 3194%。与马尾松林、杉木林等针叶林相比,阔叶混交林、枫香林、毛竹林等阔叶林的非酸解氮质量分数及其占总氮的比例较高,说明阔叶林土壤氮素向着结

44、构更加复杂的非酸解氮转化,提高了土壤氮素固持能力。土壤酸解氮矿化的难易程度与其形态结构有关29。相关研究表明,酸解氮中的氨基酸态氮和酸解氨态氮对土壤可矿化氮影响最大,其次为未知态氮和氨基糖态氮3031。氨基酸态氮和酸解氨态氮作为土壤中重要的有机氮,决定了土壤氮素的矿化潜力,常被用来表征土壤供氮潜能29,32。本研究中,阔叶混交林和毛竹林 2 个样地的土壤氨基酸态氮及酸解氨态氮质量分数显著高于其余林分,是因为这 2 种林分具有落叶量大,枯落物层较厚且易分解等特征22,加快了氮素的归还,显著提高土壤的供氮潜力。酸解未知态氮是酸解氮中还未被鉴定的含氮化合物,主要包括非 氨基酸氮、嘧啶、嘌呤、N苯氧基

45、氨基酸氮等杂环态氮33。董姝含等34 研究发现,酸解未知态氮具有较高的活性,对植物生长起着至关重要的作用。本研究中,阔叶混交林的未知态氮质量分数最高,而毛竹林的未知态氮质量分数最低,说明阔叶混交林的氮素可矿化能力较强。有研究表明,氨基糖态氮主要来源于微生物细胞壁残留物3536。本研究中,7 种林分土壤的氨基糖态氮质量分数无显著差异,仅占土壤总氮质量分数的614%,与前人的研究结果较为接近13,15,说明氨基糖态氮受植被类型影响不明显,其质量分数在土壤中较为稳定12。总体来看,本研究中土壤有机氮各组分质量分数均值及其占总氮的百分比由大到小依次为:非酸解态氮及未知态氮、氨态氮及氨基酸态氮、氨基糖态

46、氮,与前人的研究结果一致37,表明在不同生态系统背景下,土壤有机氮组分的分布特征仍然具有一定的共性13。而丁咸庆等16 对大围山典型森林土壤有机氮组分的研究表明,不同氮组分的质量分数及分配比例由大到小依次为:酸解氨态氮、氨基糖态氮、氨基酸态氮及未知态氮,与本研究结果不一致,这可能与样地海拔、温度的差异有关。总之,土壤有机氮组分受多种因素影响且长期处于固持矿化动221东北林业大学学报第 51 卷态平衡中,不同组分氮的质量分数及其在总氮中的比例常因环境条件的变化而有所改变38。酸解氮是亚热带森林土壤氮素的主要存在形态,不同林分土壤有机氮组分质量分数及其分配比例的规律不同。毛竹林土壤有机氮组分质量分

47、数及其分配比例由大到小依次为:非酸解性氮、氨基酸态氮及酸解氨态氮、未知态氮、氨基糖态氮,其余 6 种林分土壤有机氮组分质量分数及其分配比例由大到小依次为:未知态氮及非酸解性氮、氨基酸态氮及酸解氨态氮、氨基糖态氮。有机氮各组分均与总氮、有机碳质量分数呈显著正相关,与 pH 呈显著负相关。非酸解氮和酸解氨态氮质量分数表现为毛竹林最高,其余有机氮组分及总氮质量分数表现为阔叶混交林最高。可见,阔叶混交林较其它林分相比,更利于土壤氮素的积累,提高氮素的供应潜力。参考文献 1鲁如坤土壤农业化学分析方法 M 北京:中国农业科技出版社,2000 2许春霞,吴守仁塿土有机氮的构成及其在施肥条件下的变化J土壤通报

48、,1991,22(2):5456 3NSHOLM T,PESSON J Plant acquisition of organic nitrogenin boreal forestsJ Physiologia Plantarum,2001,111(4):4194264LEDUC S D,OTHSTEIN D E Plant-vailable organic and miner-al nitrogen shift in dominance with forest stand ageJ Ecology,2010,91(3):708720 5文启孝土壤有机质研究法 M 北京:农业出版社,1984 6B

49、EMNE J M Organic nitrogen in soilsJ Soil Nitrogen,1965,10:93149 7张玉树,丁洪,王飞,等长期施用不同肥料的土壤有机氮组分变化特征J农业环境科学学报,2014,33(10):19811986 8JU X T,LIU X J,ZHANG F S,et al Effect of Long-Term fertili-zation on organic nitrogen forms in a calcareous alluvial soil on thenorth China plain J Pedosphere,2006,16(2):22

50、4229 9KWON H Y,HUDSON J M,MULVANEY L Characteriza-tion of the organic nitrogen fraction determined by the illinois soilnitrogen testJ Soil Science Society of America Journal,2009,73(3):10331043 10WU H Q,DU S Y,ZHANG Y L,et al Effects of irrigation andnitrogen fertilization on greenhouse soil organic

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