岩溶区种植砂糖桔对石灰土有机氮矿化过程的影响

目的]土壤有机氮矿化是产生无机氮的主要过程,研究岩溶区不同土地利用方式对有机氮矿化过程的影响,为岩溶区农业种植提供理论依据.方法]选择岩溶区由灰岩和泥晶灰岩发育而来的石灰土作为研究对象,测定土壤的理化性质和碳化学结构,并采用15N同位素标记方法,研究由乔灌地开垦种植砂糖桔后土壤有机质的数量和质量对有机氮矿化速率的影响.结果]乔灌地开垦种植砂糖桔后,两种石灰土的土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、钙(Ca)含量、土壤田间持水量(WHC)和pH均显著降低(P<0.05,下同),钾(K)含量显著增加.灰岩发育的石灰土铁(Fe)、铝(Al)含量和粘粒比例显著增加,泥晶灰岩发育的石灰土Fe、Al含量和粘粒比例无显著变化(P>0.05,下同).灰岩发育的石灰土碳化学结构变化不显著,泥晶灰岩发育的石灰土烷基碳从21.9%显著增至25.7%,羰基碳从16.0%显著降至13.5%.由灰岩和泥晶灰岩发育成的石灰土有机氮总矿化速率(MNorg)分别由2.96和2.22 mg N/(kg·d)降至0.66和1.05 mg N/(kg·d),主要归于易利用有机氮矿化速率(MNlab)的降低.灰岩发育的石灰土难利用有机氮矿化速率(MNrec)变化不明显,泥晶灰岩发育的石灰土MNrec由0.36 mg N/(kg·d)提高至0.66 mg N/(kg·d).泥晶灰岩发育的石灰土MNorg和MNlab主要受控于土壤有机质数量,与SOC和TN含量呈显著正相关;MNrec受有机质结构组成的影响,与烷基碳呈显著正相关.灰岩发育的石灰土MNorg和MNlab除受有机质数量影响外,还受土壤岩性的影响,与Ca含量呈极显著正相关(P<0.01,下同),与Fe、Al含量和粘粒比例呈极显著负相关.结论]乔灌地开垦种植砂糖桔导致不同灰岩发育的石灰土有机氮总矿化速率均显著降低,土壤无机氮供应能力减弱.

Effects of sugar orange plantation on organic nitrogen mineralization in different calcareous soils in karst region