肥力梯度红壤上不同形态氮库对玉米吸氮量的贡献

不同形态的土壤氮素是作物吸收氮素的主要来源，而土壤肥力不仅影响氮素的含量，也影响氮素的有效性，进而影响作物对氮素的吸收利用。明确不同肥力红壤中各形态氮素的变化及其对作物吸氮量的贡献，可为阐明氮素循环机制和沃土培肥提供理论依据。2019年5月在湖南祁阳红壤实验站选取低肥力、中肥力和高肥力红壤进行田间微区试验，设置不施氮（N0）和常规施氮（N1）两个处理。分析了2020年玉米（该试验的第三季作物）种植前和收获后土壤矿质氮（MN）、固定态铵（FN）、微生物生物量氮（MBN）和可溶性有机氮（SON）含量的变化及其与玉米地上部吸氮量的关系，并通过结构方程模型（SEM）建立了各形态氮库与吸氮量的关系模型。结果发现，N0条件下高肥力土壤的籽粒产量约为中肥力土壤的4.6倍，但在N1条件下，高肥力土壤的玉米产量和生物量与中肥力土壤无显著差异，但其吸氮量显著高于中肥力土壤。与种植前相比，N0条件下，收获后中肥力土壤FN含量显著提高了63%，低肥力和高肥力土壤分别增加了47%和11%。与其相反，土壤MN、MBN和SON含量均有所降低。土壤MN含量降低了0.4~4 mg?kg-1；MBN降低了18%~44%且土壤肥力间无显著差异；SON减少了55%~84%。N1条件下，土壤MN含量降低了约22~38 mg?kg-1; MBN降低了32%~72%；而SON的减少量在高肥力土壤中可达99 mg?kg-1，分别为中肥力土壤和低肥力土壤的2.0倍和9.3倍。相关分析结果表明，地上部吸氮量与MBN、SON和NH4+-N减少量存在显著正相关关系。结构方程模型结果进一步表明，SON和NH4+-N直接影响吸氮量，MBN通过影响SON和MN间接影响玉米地上部吸氮量。总体而言，SON和MBN可直接或间接影响玉米对氮素的吸收利用，是土壤中重要的氮素存在形态，应进一步加强对其形态转化的机制研究，可促进红壤培肥和氮素高效利用。

Contributions of Various Forms of Nitrogen to Nitrogen Uptake by Maize in Red Soil with Different Fertilities