朱毅，侯新村，武菊英＊，段留生，范希峰

（1.北京市農(nóng)林科學(xué)院 北京草業(yè)與環(huán)境研究發(fā)展中心，北京100097；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院農(nóng)業(yè)部農(nóng)作制度重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，北京100193）

土壤有機(jī)碳量為陸地生物量碳的2.4倍［1］，其動態(tài)平衡不僅直接影響土壤肥力和作物產(chǎn)量，其排放與固存對全球氣候變化也有重要影響［2］，有機(jī)碳是土壤質(zhì)量評價(jià)重要參考指標(biāo)。在植物生長過程中，土壤中有機(jī)質(zhì)的含量處于動態(tài)變化之中，一方面原有有機(jī)質(zhì)在土壤微生物的作用下進(jìn)行礦化分解，另一方面由于植物殘?bào)w和根系分泌物的轉(zhuǎn)化而形成新的有機(jī)質(zhì)，當(dāng)土壤新形成的有機(jī)質(zhì)含量超過礦化分解量時(shí)就形成碳匯［3］。土壤有機(jī)質(zhì)含量的改變會影響團(tuán)聚體的構(gòu)成，從而改善土壤的可耕性、透氣性和透水性［4］，根系分泌物與土壤顆粒的結(jié)合又能增加團(tuán)聚體的穩(wěn)定性，改善土壤結(jié)構(gòu)性能［5］。

柳枝稷（Panicum virgatum），禾本科（Gramineae）黍?qū)伲≒anicum），為多年生高桿型 C4草本植物［6］，根系發(fā)達(dá)、抗逆性和適應(yīng)性強(qiáng)，可以在瘠薄的邊際土地上種植［7，8］。我國鼓勵利用邊際土地資源發(fā)展能源作物的種植，沙化地是我國北方地區(qū)典型的邊際土地，養(yǎng)分瘠薄是該類邊際土地上存在的主要非生物逆境脅迫之一。通過在該立地環(huán)境下種植柳枝稷，研究氮肥施用對土壤中有機(jī)碳含量的影響，對改善沙性邊際土地的受損生態(tài)系統(tǒng)，提升土壤肥力，同時(shí)獲得優(yōu)質(zhì)生物質(zhì)原料、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)等具有重要意義［9］。

King等［10］和Nadelhofer等［11，12］研究發(fā)現(xiàn)樹木根系衰老、死亡之后會影響林地生態(tài)系統(tǒng)碳的貯存和循環(huán)［10－12］；王俊波等［13］研究發(fā)現(xiàn)，不同生長年限的刺槐（Robinia pseudoacacia）人工林地上土壤有機(jī)碳含量的垂直分布趨勢一致，最大值都出現(xiàn)在土壤表層；楊蘭芳和蔡祖聰［3］研究表明玉米（Zea mays）種植可增加土壤有機(jī)碳的含量，隨玉米生長時(shí)間的延長，玉米根際碳沉積對土壤有機(jī)碳的貢獻(xiàn)增大；樊軍和郝明德［14］研究證實(shí)施肥與種植作物能提高土壤微生物量碳氮含量，長期施用土糞肥能顯著提高微生物量碳氮含量；楊成德等［15］研究表明，東祁連山高寒草地土壤微生物量碳的季節(jié)動態(tài)與植物生長動態(tài)基本一致；謝芳等［16］發(fā)現(xiàn)長期施用不同肥料對土壤水溶性有機(jī)碳和土壤微生物量碳的影響差異顯著，單施化肥處理下的水溶性有機(jī)碳含量明顯低于無肥處理，但土壤微生物量碳含量高于無肥處理；周萍等［17］研究表明不同施肥處理主要影響耕層土壤的總有機(jī)碳和顆粒態(tài)碳含量，不同施肥條件下顆粒態(tài)碳分配比例在土壤深度上也有差異。目前國內(nèi)外針對土壤有機(jī)碳對肥料施用響應(yīng)的研究主要集中在常見的大田作物上、且以條件較好的壤土為栽培基質(zhì)，而有關(guān)沙化類邊際土地上，通過氮肥施用促進(jìn)能源作物柳枝稷根系的生長來影響土層中總有機(jī)碳、顆粒態(tài)有機(jī)碳、微生物量碳和水溶性有機(jī)碳等有機(jī)碳類物質(zhì)含量的研究鮮有報(bào)道。

因此，通過PVC管柳枝稷栽培試驗(yàn)系統(tǒng)研究在粗沙和河沙生境下，氮肥的施用對栽培基質(zhì)中有機(jī)碳類物質(zhì)的影響，以期為在京郊邊際土地上栽植柳枝稷及其對受損生境的修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于北京草業(yè)與環(huán)境研究發(fā)展中心小湯山試驗(yàn)基地，該試驗(yàn)基地位于北京市昌平區(qū)小湯山鎮(zhèn)（N 39°34′，E 116°28′），屬典型的暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，海拔50m，年均氣溫12～17℃，年降水量400～600 mm，年無霜期190～200d，≥10℃的年積溫4 200℃左右。

1.2 試驗(yàn)材料

供試柳枝稷品種為Alamo，引種于美國，種子于2008年11月在小湯山試驗(yàn)基地采集。2009年5月14日播種，栽培基質(zhì)粗沙土取自北京市昌平區(qū)馬池口鎮(zhèn)挖沙廢棄地，為沙土與石塊（粒徑為2～60mm）的混合物；河沙取自小湯山試驗(yàn)基地附近的建筑工地，經(jīng)水洗處理（表1）。試驗(yàn)采用PVC土柱裝填2種栽培基質(zhì)，埋入地下，土柱上端與地面齊平，底部通透，土柱直徑315mm，長度為2.0m，每個(gè)土柱內(nèi)栽植柳枝稷一株。

表1 供試栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)Table 1 Physical and chemical properties of substrates used in the experiment

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置5個(gè)氮肥梯度處理，施用氮（N）濃度分別為CK（0.0mg／kg）、N1（30.0mg／kg）、N2（90.0mg／kg）、N3（150.0mg／kg），N4（180.0mg／kg），4次重復(fù)。供試氮肥為尿素，2009年7月在柳枝稷苗期時(shí)作為追肥一次性表施，2010年7月和2011年7月各表施1次。試驗(yàn)處理前全部土柱內(nèi)均施過磷酸鈣、硫酸鉀，使土壤中磷（P2O5）和鉀（K2O）的濃度分別達(dá)到20.0和120.0mg／kg。全生育期自然降水，不進(jìn)行人工灌溉。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

2011年10月底，剖開PVC管，每60cm為一層采集根系和土樣（隨土層深度增加，整個(gè)土柱共分為3層，分別為0～60，60～120，120～180cm）。

柳枝稷根干重：將各土層中根系取出，用清水沖洗干凈，然后在80℃下烘干至恒重，計(jì)算根干重（g）。

有機(jī)碳類物質(zhì)的測定分析主要包括以下4個(gè)方面：

總有機(jī)碳（total organic carbon，TOC）：采用重鉻酸鉀（K2Cr2O7）外加熱法進(jìn)行測定［18］。

土壤微生物量碳（soil microbial biomass carbon，SMBC）：采用氯仿熏蒸－K2SO4提取法［19］，使用日本島津總有機(jī)碳自動分析儀（TOC－V CPH）測定提取液中的有機(jī)碳，SMBC的轉(zhuǎn)換系數(shù)KEC為0.45。

水溶性有機(jī)碳（water－soluble organic carbon，WSOC）：稱取25g新鮮土樣，加入50mL蒸餾水，于室溫下振蕩30min，離心10min（4 500r／min），上清液過0.45μm的濾膜，濾液中的有機(jī)碳用TOC－V CPH測定。

顆粒態(tài)有機(jī)碳（particulate organic carbon，POC）：先進(jìn)行顆粒物提取，取過2mm篩的風(fēng)干土樣20g，放入250mL塑料瓶，加入100mL NaOH （0.5mol／L），手搖3min，再用恒溫振蕩器震蕩18h（90r／min）。土壤懸液過53μm篩，并反復(fù)用蒸餾水沖洗。收集所有留在篩中的物質(zhì)，在60℃下烘48h至恒重，并計(jì)算其所占土壤的百分含量［20］，再根據(jù)公式計(jì)算得出POC含量：POC（g／kg）＝顆粒物中土壤有機(jī)碳SOC（g／kg）×顆粒物占土壤的%。

本報(bào)訊11月5日，備受國內(nèi)外關(guān)注的首屆中國國際進(jìn)口博覽會在上海開幕。就在當(dāng)天，天脊集團(tuán)與珍寶石油（新加坡）公司順利簽訂2萬噸苯胺加工貿(mào)易項(xiàng)目。預(yù)計(jì)天脊集團(tuán)每年將從珍寶石油（新加坡）公司進(jìn)口純苯2萬噸，進(jìn)口額超億元。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和圖表制作。采用SAS軟件Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行方差顯著性分析，差異顯著水平為P＝0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥對柳枝稷根干重的影響

對于2種栽培基質(zhì)來說，氮肥施用能顯著促進(jìn)柳枝稷根干重的增加。各施氮水平下，隨土層深度增加，根干重均呈逐漸下降的趨勢。氮肥對柳枝稷不同土層內(nèi)根干重的影響如表2所示。

對于粗沙土，在所有土層中，隨施氮水平增加，從CK到N3，柳枝稷的根干重逐步增加，從N3到N4，根干重呈下降趨勢。0～60和60～120cm土層內(nèi)，CK、N1、N2、N3、N4各處理之間的差異均達(dá)到顯著水平；120～180cm土層內(nèi)，N4、N3、N2、N1各處理與CK之間的差異均達(dá)到顯著水平，但N1與N2之間差異不顯著。3個(gè)土層內(nèi)均以N3處理下的根干重為最大值，分別為48.94，24.98和12.38g。各施氮水平下，柳枝稷55%以上的根干重均分布在0～60cm土層內(nèi)，分別為CK：55.68%、N1：56.45%、N2：56.48%、N3：56.71%、N4：57.90%。

對于河沙，從CK到N4，所有土層中的根干重均逐步增加。60～120和120～180cm土層內(nèi)，CK、N1、N2、N3、N4各處理之間的差異均達(dá)到顯著水平；0～60 cm土層內(nèi)，N4、N3、N2、N1各處理與CK之間的差異均達(dá)到顯著水平，但N1與N2之間差異不顯著。3個(gè)土層內(nèi)均以N4處理下的根干重為最大值，分別為40.15，17.82和9.57g。各施氮水平下，50%以上的根干重均分布在0～60cm土層內(nèi)，分別為CK：50.39%、N1：51.87%、N2：54.81%、N3：61.38%、N4：59.44%。

表2 氮肥對不同土層中柳枝稷根干重的影響Table 2 Effect of nitrogen fertilizer on root dry weight of switchgrass in different depths of soil g

2.2 氮肥對總有機(jī)碳含量的影響

TOC是指進(jìn)入土壤的生物殘?bào)w等有機(jī)物質(zhì)的輸入與以土壤微生物分解作用為主的有機(jī)物質(zhì)的損失之間的平衡［2］，是土壤質(zhì)量評價(jià)及土地可持續(xù)利用管理中必須考慮的重要指標(biāo)［21］，氮肥對2種沙性栽培基質(zhì)不同土層內(nèi)TOC含量的影響如圖1所示。

對于2種栽培基質(zhì)來說，氮肥施用對TOC含量有明顯的促進(jìn)作用。0～60，60～120和120～180cm 3個(gè)土層內(nèi)，隨著氮肥施用濃度的增加，從CK到N4，TOC含量呈逐步增加趨勢；同一氮肥梯度下，隨土層深度的增加，TOC含量呈依次增加的趨勢，這與2種栽培基質(zhì)不同土層中柳枝稷根干重的變化趨勢一致。

對于粗沙土來說，0～60cm土層內(nèi)，CK、N1、N2、N3、N4各施氮水平之間的差異達(dá)到顯著水平；對于60～120 cm土層，N3和N4之間差異不顯著，但顯著高于CK、N1、N2各處理；對于120～180cm土層，N1與N2之間差異不顯著，但與CK、N1、N2各處理之間差異顯著。0～60，60～120和120～180cm 3個(gè)土層內(nèi)均以N4處理下的TOC含量為最大值，分別為22.47，3.43和2.01g／kg。各施氮水平下，超過52%的TOC均分布在0～60cm土層內(nèi)，分別為CK：51.69%、N1：72.18%、N2：80.45%、N3：80.07%、N4：80.53%。隨著土層深度的增加，TOC含量均呈現(xiàn)下降趨勢，從CK和N4兩處理的對比情況來看，TOC含量降幅最大的為0～60cm土層，下降了84.40%，其次為60～120和120～180cm土層，分別下降了41.27%和36.97%。

在河沙中，0～60cm土層內(nèi)，CK、N1、N2、N3各處理之間差異達(dá)顯著水平，N3與N4之間差異則不顯著；對于60～120cm土層，CK與N1之間的差異不顯著、N1、N2、N3各處理間的差異亦不顯著，但N4與其余各梯度間的差異達(dá)顯著水平；對于120～180cm土層，N3和N4之間差異不顯著，但與CK、N1、N2之間差異達(dá)顯著水平。3個(gè)土層內(nèi)均以N4處理下的TOC含量為最大值，分別為17.22，2.98和1.79g／kg。各施氮水平下，51%以上的TOC分布在0～60cm土層內(nèi)，分別為CK：51.15%、N1：72.14%、N2：80.52%、N3：81.57%、N4：78.66%。隨土層深度增加，TOC含量均呈遞減趨勢，從CK和N4兩處理的對比情況來看，TOC含量降幅最大的為0～60cm土層，下降了82.87%，其次為60～120和120～180cm土層，分別下降了44.58%和34.90%。

2.3 氮肥對顆粒態(tài)有機(jī)碳含量的影響

POC是土壤中與砂粒結(jié)合（粒徑53～2 000pm）的有機(jī)質(zhì)的暫存庫［22］，主要來源于分解程度中等的植物殘?bào)w［23］，為腐殖化程度較低、但活性較高的組分，在土壤中周轉(zhuǎn)速度較快，對表層土壤中植物殘?bào)w的積累和根系分布的變化非常敏感［24，25］，被認(rèn)為是土壤有機(jī)碳庫中活動性較大的碳庫［17］。氮肥對不同土層內(nèi)POC含量的影響如圖2所示。

圖1 氮肥對不同土層中總有機(jī)碳含量的影響Fig.1 Effect of nitrogen fertilizer on total organic carbon content in different soil depths

圖2 氮肥對不同土層中顆粒態(tài)有機(jī)碳含量的影響Fig.2 Effect of nitrogen fertilizer on particulate organic carbon content（POC）in different soil depths

對于粗沙土，120～180cm土層內(nèi)，N1、N2、N3各處理間的差異并不顯著，但與CK和N4兩處理間表現(xiàn)出顯著差異。3個(gè)土層內(nèi)均以N4處理下的POC為最大值，分別為5.97，1.91和1.24g／kg。各施氮水平下，超過48%的POC分布在0～60cm 土層內(nèi)，分別為 CK：48.99%、N1：71.66%、N2：80.08%、N3：81.67%、N4：65.52%。隨著土層深度的增加，POC含量均呈遞減趨勢，由CK和N4兩個(gè)處理的對比情況可知，POC含量降幅最大的為0～60cm土層，下降了84.30%，其次為120～180和60～120cm土層，分別下降72.66%和66.52%。

對于河沙，120～180cm土層內(nèi)，CK、N1、N2各處理之間的差異不顯著，但與N3、N4處理間的差異達(dá)顯著水平。3個(gè)土層內(nèi)均以N4處理下的POC為最大值，分別為5.17，0.93和0.75g／kg。各施氮水平下，54%以上的POC分布在0～60cm土層內(nèi)，分別為CK：54.86%、N1：73.59%、N2：79.67%、N3：81.39%、N4：75.45%隨著土層深度的增加，POC含量均呈遞減趨勢，從CK和N4兩個(gè)處理的對比情況來看，POC量降幅最大的為0～60cm土層，下降了81.27%，其次為120～180和60～120cm土層，分別下降了54.16%和51.36%。

2.4 氮肥對微生物量碳含量的影響

SMBC和微生物氮共同構(gòu)成了土壤微生物生物量的主體部分［16］，SMBC在土壤中占比例很小，卻是土壤有機(jī)質(zhì)中最為活躍的部分，能夠反映土壤養(yǎng)分有效狀況和生物活性，是評價(jià)微生物量和活性的重要參數(shù)指標(biāo)［26］。氮肥對不同土層內(nèi)SMBC含量的影響如圖3所示。

圖3 氮肥對不同土層中微生物量碳含量的影響Fig.3 Effect of nitrogen fertilizer on soil microbial biomass carbon content in different soil depths

對于2種栽培基質(zhì)，合理施用氮肥能顯著的促進(jìn)SMBC含量的增加。同一土層內(nèi)，隨氮肥濃度增加，從CK到N4，SMBC含量呈逐步增加的趨勢；在各氮素處理下，隨著土層深度的增加，SMBC含量依次增加，這與2種栽培基質(zhì)不同土層中柳枝稷根干重的變化趨勢一致。

對于粗沙土，0～60cm土層內(nèi)，CK、N1、N2、N3、N4各處理之間的差異達(dá)到顯著水平；對于60～120cm土層，N3與N4處理間、CK與N1處理間、N1與N2處理間差異均不顯著，但CK與N2、N3處理之間差異達(dá)到顯著水平；對于120～180cm土層，N1與N2處理間差異并不顯著，但CK、N1、N3、N4各處理之間的差異達(dá)到顯著水平。3土層內(nèi)均以N4處理下的SMBC含量為最大值，分別為484.93，90.36和70.25mg／kg。各施氮水平下，45%以上的SMBC分布在0～60cm 土層內(nèi)，分別為 CK：45.32%、N1：66.03%、N2：71.56%、N3：75.56%、N4：75.13%。隨土層深度增加，SMBC含量呈遞減趨勢，從CK和N4兩處理的對比情況來看，SMBC含量降幅最大的為0～60cm土層，下降了79.59%，其次為120～180和60～120cm土層，分別下降了27.75%和22.79%。

對于河沙，0～60cm土層內(nèi)，N3與N4處理間差異并不顯著，但CK、N1、N2、N3各處理之間的差異達(dá)顯著水平；對于60～120cm土層，CK與N1處理間、N1與N2處理間、N2、N3、N4各處理間的差異均不顯著，但CK與N2間的差異達(dá)顯著水平；對于120～180cm土層，CK與N1處理間、N1、N2、N3各處理間的差異均不顯著，但CK、N2與N4各處理間的差異達(dá)顯著水平。

0～60，60～120cm和120～180cm 3土層內(nèi)均以N4處理下的SMBC含量為最大值，分別為391.00，84.26和55.50mg／kg。各施氮水平下，49%以上的SMBC分布在0～60cm 土層內(nèi)，分別為 CK：49.67%、N1：64.61%、N2：69.97%、N3：73.57%、N4：73.67%。隨著土層深度的增加，SMBC含量均呈遞減趨勢，從 CK 和 N4兩個(gè)處理的對比情況來看，SMBC含量降幅最大的為0～60cm土層，下降了74.88%，其次為120～180和60～120cm土層，分別下降了31.36%和24.92%。

2.5 氮肥對水溶性有機(jī)碳含量的影響

WSOC通常是指能通過0.45μm微孔濾膜的水溶性有機(jī)物質(zhì)［27］。WSOC在土壤有機(jī)碳中比重很小，一般含量不超過200mg／kg，但它卻會影響土壤中有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、遷移和降解［28］，是土壤微生物可直接利用的有機(jī)碳源［29］，對土壤中的13C研究表明，WSOC的δ13C值與土壤有機(jī)質(zhì)的δ13C值相似，而SMBC的δ13C值與作物的δ13C值相似［30］。氮肥對不同土層內(nèi)WSOC含量的影響如圖4所示。

圖4 氮肥對不同土層中水溶性有機(jī)碳含量的影響Fig.4 Effect of nitrogen fertilizer on water－soluble organic carbon content in different soil depths

對于2種栽培基質(zhì)來說，氮肥的施用對各土層內(nèi)的WSOC含量有顯著的抑制作用。同一土層內(nèi)，隨施氮水平升高，從CK到N4，WSOC含量逐步下降。各施氮水平下，隨土層深度增加，WSOC含量呈現(xiàn)依次下降的趨勢。

對于粗沙土，0～60cm土層內(nèi)，N2、N3、N4各處理之間的差異不顯著，但CK、N1、N2各處理之間的差異達(dá)顯著水平；60～120cm土層內(nèi)，N1、N2、N3各處理之間的差異不顯著，但CK、N1、N4間的差異達(dá)顯著水平；120～180cm土層內(nèi)，N1與N2處理之間的差異不顯著，但與其余各處理間的差異達(dá)顯著水平。3個(gè)土層內(nèi)均以N4處理下的 WSOC含量為最小值，分別為18.45，16.41和15.24mg／kg。各施氮水平下，36%以上的 WSOC分布在0～60cm土層內(nèi)，分別為CK：55.27%、N1：49.63%、N2：35.78%、N3：37.12%、N4：36.83%。

對于河沙，0～60cm土層內(nèi)，N3與N4處理間的差異并不顯著，但與CK、N1、N2各處理之間的差異均達(dá)到顯著水平；60～120cm土層內(nèi)，CK、N1、N2、N3間的差異并不顯著，但與N4處理間的差異達(dá)到顯著水平；120～180 cm土層內(nèi)，N2與N3處理之間的差異并不顯著，但與其余各處理間的差異達(dá)顯著水平。3個(gè)土層內(nèi)均以N4的WSOC含量為最小值，分別為17.13，14.34和13.32mg／kg。各施氮水平下，38%以上的 WSOC分布在0～60 cm 土層內(nèi)，分別為 CK：56.98%、N1：52.30%、N2：46.49%、N3：35.27%、N4：38.24%。

2.6 根干重與有機(jī)碳類物質(zhì)含量相關(guān)性分析

對柳枝稷根干重、TOC、POC、SMBC和 WSOC進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明，根干重與TOC、POC、SMBC和WSOC都呈正相關(guān)，但未達(dá)顯著水平；TOC與SMBC呈極顯著正相關(guān)，與POC呈顯著正相關(guān)；POC與SMBC呈顯著正相關(guān)（表3）。這表明在試驗(yàn)條件下，柳枝稷根系生物量的積累促進(jìn)了土壤中有機(jī)碳類物質(zhì)的增加。

表3 根干重與各有機(jī)碳類物質(zhì)含量間的相關(guān)性分析Table 3 Correlation coefficient of root dry weight，TOC，POC，SMBC and WSOC

3 討論

大量研究發(fā)現(xiàn)，植物根系的分泌物與根系殘?bào)w是土壤中有機(jī)碳形成的重要物質(zhì)來源之一，植物根系的生物量能直接影響土壤有機(jī)碳的含量。本試驗(yàn)表明，柳枝稷的根系生物量與土壤TOC、POC、SMBC之間的正相關(guān)性較強(qiáng)，這與前人研究結(jié)果一致。

前人研究表明，氮肥施用能顯著影響土壤中的有機(jī)碳類物質(zhì)的含量，如：長期施肥處理能使土壤耕層中的有機(jī)碳增加并對有機(jī)碳在不同粒級土壤團(tuán)聚體中的分布產(chǎn)生顯著影響［31，32］；長期單施氮肥、氮磷肥和氮磷鉀肥處理的SMBC含量顯著高于不施肥處理，但 WSOC含量顯著低于無肥處理［16］；化肥與有機(jī)肥并施且種植苜蓿（Medicagosativa）處理下的微生物量碳氮含量是長期休閑地的3.7倍［14］；施用氮肥將導(dǎo)致土壤中 WSOC含量的減少且WSOC含量和土壤礦化N的含量呈對數(shù)關(guān)系［33，34］；各種有機(jī)肥與無機(jī)肥單施或配施處理均不同程度的增加土壤顆粒有機(jī)碳和氮及礦質(zhì)結(jié)合有機(jī)碳和氮的含量［35］。本試驗(yàn)研究表明，對2種沙性栽培基質(zhì)而言，當(dāng)施氮量從CK增加到N4時(shí)，TOC、POC、SMBC和 WSOC等表現(xiàn)出顯著性差異（P＜0.05）。隨施氮濃度增加，各土層中TOC含量、SMBC含量呈上升趨勢，WSOC含量呈下降趨勢，這與前人研究結(jié)果一致。從CK到N4，POC含量呈現(xiàn)逐步上升趨勢，這與龔偉等［35］研究結(jié)果一致，但與周萍等［17］結(jié)果不同，可能原因如下：1、周萍等［17］試驗(yàn)以有機(jī)碳含量較高的壤土為基質(zhì)，土壤中POC主要來自有機(jī)肥的直接輸入，而與施入的作物生物量沒有直接關(guān)系。而本試驗(yàn)以沙化土為栽培基質(zhì)，土壤結(jié)構(gòu)松散，施肥種類單一且為無機(jī)肥，因此，柳枝稷地下生物量能夠直接影響POC含量。2、柳枝稷地下根系龐大，根系分泌物較多，相較于一般大田作物更易于在根際形成土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，而施用氮肥又能顯著的促進(jìn)沙化性栽培基質(zhì)上柳枝稷根干重、根長、根表面積、根體積的增加［36］。

隨土層深度增加，在不同土壤類型與不同立地環(huán)境下，有機(jī)碳在垂直分布上均呈現(xiàn)出逐步遞減的趨勢，且主要分布在土壤表層。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，2種沙性栽培基質(zhì)下，隨土層深度增加，各土層中TOC、POC、SMBC和WSOC含量均表現(xiàn)出逐步下降的趨勢，這與史奕等［22］、周萍等［17］、賈偉等［37］研究結(jié)果一致。

土壤中有機(jī)碳的積累與演變是植物地上部殘?bào)w、根系與土壤環(huán)境長期相互作用的結(jié)果，本試驗(yàn)研究了柳枝稷第3個(gè)生長季內(nèi)氮肥對栽培基質(zhì)內(nèi)有機(jī)碳的影響情況，進(jìn)一步的研究應(yīng)該連續(xù)多年觀測不同栽培基質(zhì)中有機(jī)碳類物質(zhì)對氮肥的響應(yīng)情況；本試驗(yàn)把PVC管內(nèi)的栽培基質(zhì)界定為土壤內(nèi)有機(jī)碳對氮肥響應(yīng)的微環(huán)境，消除了其他作用因素的影響，可以闡明在邊際土地上栽植單株柳枝稷時(shí)施用氮肥對土壤有機(jī)碳的影響，但在實(shí)際應(yīng)用中，作為生物質(zhì)能源原料的柳枝稷應(yīng)進(jìn)行規(guī)?；N植，單株之間存在根系交錯(cuò)、化感等相互作用，因此研究大面積土地上有機(jī)碳對氮肥處理的響應(yīng)將成為未來相關(guān)研究的重點(diǎn)之一。

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