有机无机配施体系中有机肥腐熟程度对化肥氮利用率的影响机制

为探究有机肥腐熟度对配施化肥氮利用率的作用机制,利用~(15)N标记技术进行意大利生菜盆栽试验,从堆肥过程中选取不同腐熟度的有机肥按照种子发芽指数(GI值)为50%、80%和100%进行堆肥的腐熟度区分],研究施~(15)NPK化肥(对照, CK)、~(15)NPK+GI 50%有机肥(GI50)、~(15)NPK+GI 80%有机肥(GI80)、~(15)NPK+GI 100%有机肥(GI100) 4个处理对意大利生菜化肥氮的转化、吸收和利用的影响。结果表明,与CK处理相比,添加有机肥处理意大利生菜生物量、~(15)N吸收量与~(15)N利用率分别显著提高30.5%～56.1%、 40.0%～91.0%和15.5%～41.8%(P0.05), GI80处理较GI50处理生物量、~(15)N吸收量与利用率分别显著提高17.1%、31.8%和35.4%(P0.05), GI100处理较GI50处理生物量、~(15)N吸收量与利用率分别显著提高19.6%、15.8%和22.8%(P0.05)。试验期间,添加有机肥处理较CK处理土壤~(15)NH_4~+-N显著提高44.9%～74.2%(P0.05), ~(15)NO_3~--N显著降低8.4%～38.1%(P0.05),净硝化率显著降低10.8%～24.6%(P0.05);GI80处理较GI50处理土壤~(15)NH_4~+-N提高7.9%～11.5%, ~(15)NO_3~--N显著降低18.5%～50.4%(P0.05),净硝化率显著降低15.0%～28.2%(P0.05);GI100处理较GI50处理土壤~(15)NH_4~+-N显著提高11.5%～26.9%(P0.05), ~(15)NO_3~--N显著降低15.8%～22.7%(P0.05),净硝化率显著降低12.5%～23.9%(P0.05)。土壤微生物量氮(MB~(15)N)缓慢上升,添加有机肥处理较CK处理显著提高67.3%～94.1%(P0.05),GI80处理较GI50处理提高6.0%～23.8%,GI100处理较GI50处理显著提高6.9%～25.5%(P0.05)。各处理MB~(15)N占MBN的54.9%～71.6%(P0.05)。相关分析结果表明, MB~(15)N、~(15)NH_4~+-N与~(15)N吸收量、~(15)N利用率呈现极显著正相关关系,且RDA分析结果说明MB~(15)N是影响化肥~(15)N吸收利用的关键驱动因子。因此,有机无机配施体系中适当增加有机肥的腐熟度(GI≥80%)能够明显增强土壤微生物的固氮能力,提高土壤氮素水平,减缓土壤铵态氮向硝态氮的转化速度,降低土壤净硝化速率,从而提高化肥氮的利用效率。

Effects of organic fertilizer maturity degree on nitrogen utilization efficiency of chemical fertilizer