周碧青，陳成榕，張黎明，楊文浩，毛艷玲，邢世和*

（1.福建農(nóng)林大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，福州 350002；2.土壤生態(tài)系統(tǒng)健康與調(diào)控福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福州 350002；3.School of Environment，Griffith University，Queensland Brisbane，Qld 4111）

亞熱帶不同果園土壤可溶性有機(jī)氮季節(jié)動(dòng)態(tài)及其影響因素

周碧青1，2，陳成榕3，張黎明1，2，楊文浩1，2，毛艷玲1，2，邢世和1，2*

（1.福建農(nóng)林大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，福州 350002；2.土壤生態(tài)系統(tǒng)健康與調(diào)控福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福州 350002；3.School of Environment，Griffith University，Queensland Brisbane，Qld 4111）

為探討亞熱帶不同類型果園土壤可溶性有機(jī)氮（SON）季節(jié)動(dòng)態(tài)差異及其影響因素，在福建南亞熱帶地形、母質(zhì)、土壤類型和種植年限均相同的兩種類型相鄰果園（龍眼園和枇杷園）設(shè)立定時(shí)定位采樣小區(qū)，采用TOC-TN分析、離子自動(dòng)分析和氣相色譜分析等技術(shù)，分析了果園不同季節(jié)和土層深度的土壤SON含量及相關(guān)屬性，借助灰色關(guān)聯(lián)分析探討果園土壤SON動(dòng)態(tài)變化的主要影響因素。研究結(jié)果表明，龍眼園上層（0～20 cm）和下層（20～40 cm）土壤SON平均含量分別占土壤總可溶性氮（TSN）的68.8%和71.1%，枇杷園上層（0～20 cm）和下層（20～40 cm）土壤SON平均含量分別占TSN的63.7%和70.2%；不同季節(jié)龍眼園上下層土壤SON含量均顯著高于枇杷園，表明果園土壤可溶性氮主要成分是SON，且不同類型果園土壤SON含量差異明顯。兩種果園土壤夏、冬季SON含量均顯著高于春、秋季，但龍眼園上下層土壤SON含量均以冬季最高，枇杷園則以夏季最高；果園土壤SON含量與其可能影響因素的關(guān)聯(lián)度系數(shù)大小順序?yàn)橛袡C(jī)質(zhì)含量、細(xì)菌和真菌生物量＞蛋白酶活性、溫度和pH值＞天門冬酰胺酶活性和含水量，表明亞熱帶果園土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)主要受土壤有機(jī)質(zhì)含量、細(xì)菌和真菌生物量差異的影響，同時(shí)還受不同季節(jié)土壤蛋白酶活性、溫度和pH值等差異的影響。

亞熱帶；龍眼園；枇杷園；土壤可溶性有機(jī)氮；季節(jié)動(dòng)態(tài)；影響因素

周碧青，陳成榕，張黎明，等.亞熱帶不同果園土壤可溶性有機(jī)氮季節(jié)動(dòng)態(tài)及其影響因素［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2016，35（9）：1735-1741.

ZHOU Bi-qing，CHEN Cheng-rong，ZHANG Li-ming，et al.Seasonal dynamics and impact factors of soil soluble organic nitrogen in different subtropical fruit plantations［J］.Journal of Agro-Environment Science，2016，35（9）：1735-1741.

可溶性有機(jī)氮（Soluble organic nitrogen，SON）是指土壤中可溶于水、鹽溶液（如1 mol·L-1KCl、0.5 mol·L-1K2SO4和10 mmol·L-1CaCl2等）或用電超濾法（EUF）提取的有機(jī)態(tài)氮［1］。國(guó)內(nèi)外研究表明，SON是林地、草地、茶園和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤可溶性氮（Total soluble nitrogen，TSN）的主要組分，其所占比例甚至超過(guò)NH+4、等可溶性無(wú)機(jī)氮［2-10］；SON是北美森林流域和西班牙東南部以農(nóng)業(yè)為主集水區(qū)土壤氮素流失的主要形態(tài)，流域河水中SON分別占TSN的90%和72%～97%，嚴(yán)重影響流域水質(zhì)［11-13］；連續(xù)施用高量豬糞3年后亞熱帶地區(qū)酸性玉米地土壤SON淋失量顯著提高［14］。可見，區(qū)域土壤SON含量、季節(jié)動(dòng)態(tài)及其遷移可能對(duì)流域水環(huán)境安全產(chǎn)生不利影響，且影響效應(yīng)甚至超過(guò)人類至今仍普遍關(guān)注的NH+4、等可溶性無(wú)機(jī)氮。因此，研究探討不同陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤SON的動(dòng)態(tài)變化、差異及其影響因素，對(duì)于深入揭示陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤SON的行為過(guò)程和環(huán)境效應(yīng)、防控SON流失所致的氮素面源污染等具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。然而，國(guó)內(nèi)外至今對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)及其影響因素研究報(bào)道較少［15-16］，有關(guān)不同類型果園土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)差異及其影響因素研究則更少見報(bào)道。為此，本研究以福建南亞熱帶地形、母質(zhì)、土壤類型和種植年限均相同的兩個(gè)不同類型相鄰果園（龍眼園和枇杷園）為研究對(duì)象，設(shè)立定時(shí)定位觀測(cè)小區(qū)，借助TOC-TN分析、離子自動(dòng)分析和氣相色譜分析等技術(shù)，分析不同果園生態(tài)系統(tǒng)、不同季節(jié)上下層土壤SON含量及其相關(guān)理化和生化性質(zhì)，研究探討亞熱帶不同類型果園土壤SON的季節(jié)動(dòng)態(tài)差異及其影響因素，旨在為深入揭示陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤SON的行為過(guò)程及環(huán)境效應(yīng)提供科學(xué)依據(jù)。

1　研究區(qū)與研究方法

1.1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于福建省莆田市農(nóng)科所果樹研究中心果園，屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年均氣溫20℃，年均日照時(shí)數(shù)1947 h，年無(wú)霜期320～350 d，年均降水量1300 mm，其中以春季降水量最高，占年均降水量的42.6%；自然坡度15°，坡向東南，已墾為寬度3 m的果園梯臺(tái)；成土母質(zhì)為花崗巖坡殘積物，土壤類型為硅鋁質(zhì)磚紅壤性紅壤。供試果園為種植于1993年的相鄰龍眼園和枇杷園，兩種果園每年均施用化肥3次，其中龍眼園化肥施用量為180 kg N·hm-2·a-1、160 kg P2O5·hm-2·a-1和225 kg K2O·hm-2·a-1，分別于每年的3月（花前肥，占年化肥施用量的50%）、6月（幼果肥，占20%）和9月（采果肥，占30%）施用；枇杷園化肥施用量為360 kg N·hm-2·a-1、150 kg P2O5·hm-2·a-1和270 kg K2O·hm-2·a-1，分別于每年的2月（幼果肥，占20%）、5月（采果肥，占45%）和9月（花前肥，占35%）施用。此外，龍眼園和枇杷園還分別于每年12月和6月以基肥方式施用有機(jī)肥，在果樹樹冠滴水線下開設(shè)環(huán)狀溝，分別施用雞糞肥（N、P2O5和K2O含量分別為16.3、15.4 g·kg-1和9 g·kg-1）18 000 kg·hm-2·a-1和13 500 kg·hm-2·a-1。

1.2研究方法

1.2.1觀測(cè)小區(qū)布設(shè)與樣品采集

在供試龍眼園和枇杷園中選擇海拔相同（80 m）的果園梯臺(tái)布設(shè)定時(shí)定位觀測(cè)小區(qū)，小區(qū)面積為15 m×20 m。每一果園設(shè)3個(gè)重復(fù)，在每一觀測(cè)小區(qū)以“S”型布點(diǎn)法在樹冠滴水線內(nèi)確定采樣點(diǎn)，并用標(biāo)樁標(biāo)記。于2010年10月—2012年7月期間的秋季（10月）、冬季（1月）、春季（4月）和夏季（7月）的中旬（每月15日）在各觀測(cè)小區(qū)分別定位采集0～20 cm（上層）和20～40 cm（下層）土樣10個(gè)，采樣時(shí)注意避開果樹施肥穴，分別將各小區(qū)同一層次10個(gè)土樣充分混勻后以四分法取得混合樣1 kg，將各小區(qū)混合樣分成2份，其中一份樣品（400 g）置于車載冰箱4℃存放，另一份樣品（600 g）常溫下存放。在實(shí)驗(yàn)室將4℃存放樣品通過(guò)2 mm篩后置于4℃冰箱恒溫保存，供SON、微生物區(qū)系、相關(guān)酶活性和自然含水量測(cè)定，另一份樣品進(jìn)行風(fēng)干處理，過(guò)2、1 mm和0.149 mm篩后常溫下保存，供土壤相關(guān)理化性質(zhì)測(cè)定。

1.2.2分析方法

土壤SON通過(guò)總可溶性氮（TSN）與可溶性無(wú)機(jī)氮（Soluble inorganic nitrogen，SIN，即銨態(tài)氮和硝態(tài)氮之和）差減法計(jì)算得到，其中TSN采用2 mol·L-1KCl（土/水比為1∶10）提取、SHIMADZU TOC-VCPH/CPN分析儀測(cè)定，銨態(tài)氮和硝態(tài)氮采用 LACHAT Quickchem離子自動(dòng)分析儀測(cè)定。采用SHIMADZU TOC分析儀測(cè)定提取液中的總可溶性碳和可溶性無(wú)機(jī)碳含量，通過(guò)差減法計(jì)算得到可溶性有機(jī)碳（SOC）含量［17］。

土壤含水量、有機(jī)質(zhì)、pH值和質(zhì)地分別采用105℃烘干法、重鉻酸鉀容量法、酸度計(jì)法（土∶水=1∶2.5）和吸管法測(cè)定［18］。土壤微生物區(qū)系采用磷脂脂肪酸譜圖分析法測(cè)定，土壤磷脂脂肪酸提取參考Frostegard方法［19］，采用美國(guó)Agilent6890N型氣相色譜儀內(nèi)標(biāo)法-MIDI公司Sherlock MIS4.5系統(tǒng)鑒定微生物區(qū)系［20］，土壤細(xì)菌和真菌生物量按特征脂肪酸占總脂肪酸的mol%表示。土壤蛋白酶和天門冬酰胺酶活性分別采用茚三酮比色法和擴(kuò)散法測(cè)定［21］。在各定時(shí)定位觀測(cè)小區(qū)埋設(shè)自動(dòng)記錄地溫計(jì)觀測(cè)0～20 cm和20～40 cm的土壤溫度，每日間隔4 h自動(dòng)測(cè)量記錄地溫一次，分別統(tǒng)計(jì)供試龍眼園和枇杷園各月0～20 cm和20～40 cm土壤平均溫度。

1.2.3土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)影響因素灰色關(guān)聯(lián)分析

土壤生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)灰色系統(tǒng)，其SON動(dòng)態(tài)是諸多影響因素綜合作用的結(jié)果，各影響因素與土壤SON含量間的關(guān)系不僅是灰色的，且影響程度也各異。灰色關(guān)聯(lián)分析是基于灰色系統(tǒng)的灰色過(guò)程，是對(duì)一個(gè)系統(tǒng)發(fā)展變化態(tài)勢(shì)的定量描述和比較，通過(guò)計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)各因子之間的關(guān)聯(lián)度系數(shù)，可以揭示系統(tǒng)構(gòu)成因素之間的關(guān)聯(lián)性及其主次關(guān)系［22］，故本研究采用灰色關(guān)聯(lián)分析模型探討果園土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)的影響因素及其影響程度。由于供試兩果園土壤相鄰且地形、母質(zhì)、土壤類型均相同，其土壤砂粒、粉粒、黏粒含量差異不大且不因季節(jié)而變化，故它們對(duì)果園土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)影響不大，則可能影響果園土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)的因素包括有機(jī)質(zhì)含量、細(xì)菌和真菌生物量、蛋白酶和天門冬酰胺酶活性以及pH值、溫度和含水量。以不同季節(jié)果園土壤SON含量為母序列（n= 96），可能影響因素為子序列（n=96），借助DPS14.5數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的灰色關(guān)聯(lián)分析模塊進(jìn)行不同季節(jié)果園土壤性質(zhì)與SON含量的關(guān)聯(lián)分析，采用均值化法進(jìn)行原始數(shù)據(jù)變換，分辨系數(shù)取0.5［22］。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

借助SPSS 16.0和Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，采用方差分析和LSD多重比較進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2　結(jié)果與分析

2.1不同類型果園土壤SON含量及SON/TSN差異

從不同類型果園相同土層的SON含量比較來(lái)看（圖1、圖2），春、夏、秋、冬季中旬龍眼園土壤SON含量均大于枇杷園。其中龍眼園上層（0～20 cm）土壤春、夏、秋、冬季中旬的SON含量分別比枇杷園上層土壤的高4.12、2.65、2.34、5.83 mg·kg-1。下層（20～40cm）土壤SON含量分別比枇杷園的高213.4%、16.0%、23.0% 和20.7%，兩者間差異達(dá)顯著或極顯著水平。

圖1　果園0～20 cm土壤SON含量（n=6）Figure 1 Soil SON contents in 0～20 cm layer（n=6）

圖2　果園20～40 cm土壤SON含量（n=6）Figure 2 Soil SON contents in 20～40 cm layer（n=6）

SON/TSN反映了土壤SON在可溶性氮組分中所占的比重大小。研究結(jié)果表明（表1），供試龍眼園春、夏、秋、冬四季中旬上層（0～20 cm）土壤SON含量占TSN的52.3%～79.2%，均值為68.8%，枇杷園上層（0～20 cm）土壤SON含量占TSN的50.6%～73.2%，均值為63.7%；龍眼園春、夏、秋、冬四季中旬下層（20～40 cm）土壤SON含量占TSN的53.6%～89.7%，均值為79.1%，枇杷園下層（20～40 cm）土壤SON含量占TSN 的51.2%～81.3%，均值為70.2%?？梢姡M管不同季節(jié)、不同果園、不同深度土層SON/TSN的比例各異，但土壤SON占TSN的比例均超過(guò)50%，SON/TSN比例的年均值介于63.7%～79.1%，表明SON是供試龍眼園和枇杷園土壤可溶性氮的主要組成成分。從表1還可看出，除春季中旬龍眼園和枇杷園上、下層土壤之間的SON/TSN比值差異不顯著外，夏、秋、冬季中旬龍眼園和枇杷園下層土壤的SON/TSN比值均極顯著高于上層土壤，說(shuō)明SON在兩種果園下層土壤可溶性氮組分中所占比例更高，表明供試果園土壤SON存在向下遷移現(xiàn)象。

表1　不同季節(jié)果園土壤SON/TSN比值Table 1 Ratio of soil SON/TSN in fruit plantations during different seasons

2.2不同類型果園土壤SON含量季節(jié)動(dòng)態(tài)差異

從不同類型果園土壤SON含量季節(jié)動(dòng)態(tài)分析可以看出（圖1、圖2），兩種供試果園土壤SON的季節(jié)變化均表現(xiàn)為夏、冬季高于春、秋季。其中龍眼園冬季中旬上、下層土壤SON含量分別比春、秋和夏季中旬高15.60、6.98、1.77 mg·kg-1和8.55、2.52、0.09 mg·kg-1，枇杷園夏季中旬上、下層土壤SON含量分別比春、秋和冬季中旬高15.30、4.90、1.41 mg·kg-1和11.24、2.74、0.45 mg·kg-1，夏、冬季中旬果園土壤SON含量與春、秋季的差異達(dá)顯著或極顯著水平，秋季和春季間的差異也達(dá)極顯著水平，而夏季與冬季間的差異則未達(dá)顯著水平。可見，供試兩種果園土壤SON的季節(jié)動(dòng)態(tài)均呈“N”型變化，龍眼園上、下層土壤SON含量均以冬季最高，分別為26.65 mg·kg-1和15.82 mg·kg-1，枇杷園則以夏季最高，分別為22.23 mg·kg-1和13.56 mg·kg-1，且兩種供試果園土壤SON含量均以春季最低。

2.3果園土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)可能影響因素的灰色關(guān)聯(lián)分析鐵還原菌對(duì)紅壤菜地土壤無(wú)機(jī)磷

灰色系統(tǒng)理論通過(guò)關(guān)聯(lián)度分析，理清系統(tǒng)中各因素間的主次關(guān)系，找出影響最大的因素，關(guān)聯(lián)度是系統(tǒng)內(nèi)兩個(gè)因素之間關(guān)聯(lián)性大小的量度，關(guān)聯(lián)度愈大，系統(tǒng)內(nèi)兩個(gè)因素之間的關(guān)系就愈密切，相互影響程度也越大［22］?；疑P(guān)聯(lián)分析結(jié)果可見（表2），供試果園土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)與可能影響因素的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)大小呈以下次序：有機(jī)質(zhì)含量＞細(xì)菌和真菌生物量＞蛋白酶活性＞溫度＞pH值＞天門冬酰胺酶活性＞含水量。土壤有機(jī)質(zhì)含量、細(xì)菌和真菌生物量是影響供試果園土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)的關(guān)鍵因素，其灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)均≥0.810，主要通過(guò)作為SON來(lái)源物和生產(chǎn)者而對(duì)果園土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)產(chǎn)生顯著影響；土壤蛋白酶活性、溫度和pH值是影響供試果園土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)的重要因素，其灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)介于0.715～0.747，主要通過(guò)作為SON形成的催化劑以及制約SON生產(chǎn)者（細(xì)菌和真菌）活動(dòng)而較顯著影響果園土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)變化；而土壤天門冬酰胺酶活性和含水量對(duì)果園土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)影響程度相對(duì)較小，其灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)≤0.582，主要通過(guò)作為SON形成的催化劑、影響土壤通氣性以及SON淋失等影響果園土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)變化。

表2　果園土壤SON動(dòng)態(tài)可能影響因素的灰色關(guān)聯(lián)分析Table 2 Grey correlation analysis of possible factors affected soil SON dynamics in the fruit plantations

3　討論

土壤生態(tài)系統(tǒng)SON含量受氣候、土壤類型、覆被類型、管理措施、土壤理化和生化性質(zhì)以及環(huán)境條件等諸多生物和非生物因素影響［1-6］。已有研究表明，中亞熱帶闊葉林土壤2 mol·L-1KCl提取的SON含量顯著高于針闊混交林和針葉林土壤，闊葉林、針闊混交林及針葉林0～20 cm和20～40 cm土壤2 mol·L-1KCl提取SON含量分別占TSN的82.0%、77.1%、77.7%和74.4%、75.1%、78.5%［2］；中亞熱帶烏龍茶園土壤2 mol·L-1KCl提取SON含量顯著高于綠茶園，烏龍茶、綠茶園0～15 cm和15～30 cm土壤2 mol·L-1KCl提取SON含量分別占TSN的80.4%、77.3%和63.8%、64.6%［3］。本研究結(jié)果表明，南亞熱帶龍眼園0～20 cm 和20～40 cm土壤2 mol·L-1KCl提取SON含量顯著或極顯著高于枇杷園土壤；供試龍眼園春、夏、秋、冬季中旬0～20 cm和20～40 cm土壤SON分別占TSN 的52.3%～79.2%和53.6%～89.7%；枇杷園上、下層土壤 SON分別占 TSN的 50.6%～73.2%和 51.2%～81.3%。由此可見，SON也是供試南亞熱帶果園土壤可溶性氮的主要組成成分，其含量因果園生態(tài)系統(tǒng)類型不同而差異明顯，這與其他生態(tài)系統(tǒng)土壤SON研究結(jié)果相一致［2-3，5-8］。究其原因主要是由于不同類型果園土壤SON來(lái)源物數(shù)量和土壤生化性質(zhì)差異所致，調(diào)查發(fā)現(xiàn)供試龍眼園土壤年有機(jī)肥輸入量比枇杷園高33.3%，年復(fù)一年的有機(jī)肥大量施用，導(dǎo)致龍眼園土壤有機(jī)質(zhì)含量、細(xì)菌及真菌生物量和蛋白酶活性均值分別比枇杷園土壤高 12.5%～25.9%、33.3%～34.8%、13.5%～14.9%和7.98%～22.7%；灰色關(guān)聯(lián)分析表明土壤有機(jī)質(zhì)含量、細(xì)菌和真菌生物量是影響果園土壤SON的關(guān)鍵因素，蛋白酶活性是影響果園土壤SON的重要因素之一，而已有研究表明土壤SON含量與有機(jī)質(zhì)含量、細(xì)菌及真菌生物量和蛋白酶活性均呈極顯著正相關(guān)［2-3］，致使供試龍眼園土壤SON含量顯著高于枇杷園。本研究結(jié)果還表明，除春季中旬龍眼園和枇杷園上、下層土壤之間SON/TSN比值差異因該季節(jié)是研究區(qū)雨季、土壤SON淋失作用較強(qiáng)而不顯著外，夏、秋、冬季中旬龍眼園和枇杷園下層土壤SON/TSN比值均極顯著高于上層土壤，說(shuō)明SON在兩種果園下層土壤可溶性氮組分中所占比例更高，這是由于SON具有較高的溶解性和較強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)性［23］，致使SON易于向下遷移所致。國(guó)外研究表明，土壤SON是北美森林流域和西班牙東南部以農(nóng)業(yè)為主集水區(qū)土壤氮素流失的主要形態(tài)，并對(duì)流域水質(zhì)產(chǎn)生顯著影響［11-13］，而亞熱帶地區(qū)屬于多雨區(qū)，故亞熱帶陸地生態(tài)系統(tǒng)中占優(yōu)勢(shì)的土壤SON遷移及其對(duì)流域地表水富營(yíng)養(yǎng)化影響的研究應(yīng)引起高度重視。

土壤SON含量動(dòng)態(tài)變化表現(xiàn)為土壤中復(fù)雜有機(jī)氮被微生物分解后釋放出SON，產(chǎn)生的SON被土壤吸附或進(jìn)一步被微生物降解為無(wú)機(jī)氮，以及降解生成和人為施用的部分無(wú)機(jī)氮又被微生物同化為SON等過(guò)程綜合作用的結(jié)果。國(guó)內(nèi)外至今有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)變化的研究仍較少，且集中于林地土壤，研究結(jié)果也各異。Stevens等［24］研究酸性林地土壤SON季節(jié)變化時(shí)發(fā)現(xiàn)SON濃度隨溫度升高而增加，且土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)表現(xiàn)為夏季高于冬季；Michalzik等［25］在調(diào)查挪威、德國(guó)溫帶森林土壤溶液中SON含量時(shí)發(fā)現(xiàn)，SON濃度主要表現(xiàn)為夏季較冬季高；但Huang等［26］研究結(jié)果則相反，發(fā)現(xiàn)夏季因氣溫高，有機(jī)質(zhì)礦化速率較高，土壤SON濃度則相對(duì)較低。本研究結(jié)果表明，供試兩種果園土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)均呈夏、冬季高于春、秋季的“N”型變化規(guī)律，其中龍眼園上、下層土壤SON含量均以冬季最高，枇杷園則以夏季最高，且兩種果園土壤SON含量均以春季最低。供試果園土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)上述變化規(guī)律的原因主要與其作為SON動(dòng)態(tài)變化關(guān)鍵影響因素的SON來(lái)源物數(shù)量（有機(jī)肥、枯枝落葉輸入）和主要微生物區(qū)系數(shù)量（細(xì)菌和真菌生物量）以及作為SON動(dòng)態(tài)變化重要影響因素的土壤環(huán)境條件（溫度）季節(jié)變化密切相關(guān)。據(jù)調(diào)查，供試龍眼園每年在采收結(jié)束后（12月）、枇杷園在每年采果后及夏梢抽生期（6月）均較大量施用有機(jī)肥，且兩種果樹在冬季也均有枯枝落葉回歸土壤而形成枯枝落葉層，故夏、冬季分別是枇杷園和龍眼園土壤有機(jī)物質(zhì)輸入量最大的季節(jié)。此外，據(jù)土壤溫度觀測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，研究區(qū)7月上層（0～20 cm）和下層（20～40 cm）平均土溫分別為31.3℃和29.5℃，1月平均土溫分別為14.2℃和15.1℃，多數(shù)土壤微生物活動(dòng)的最適溫度為15～45℃［27］，表明研究區(qū)夏、冬季土壤熱量狀況（尤其是夏季）有利于微生物活動(dòng)。因此，夏季枇杷園及冬季龍眼園土壤因施用有機(jī)肥所致的較大量有機(jī)物質(zhì)輸入和適宜土壤溫度所致的微生物較旺盛活動(dòng)，致使土壤中較豐富的復(fù)雜有機(jī)氮被大量轉(zhuǎn)化為SON，而產(chǎn)生的SON一方面被土壤顆粒吸附，另一方面被微生物進(jìn)一步礦化釋放出NH+4和，但生成的部分NH+4和又可能被微生物同化固定而以氨基酸和其他有機(jī)氮形式進(jìn)入土壤SON庫(kù)［28］，這些過(guò)程綜合作用的結(jié)果導(dǎo)致枇杷園夏季、龍眼園冬季土壤SON含量較高。Michalzik等［15］研究溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)穿透雨、枯枝落葉層滲濾液和土壤中SON濃度后發(fā)現(xiàn)，枯枝落葉層滲濾液的SON濃度最高，森林土壤凋落物輸入量能影響不同季節(jié)土壤SON濃度，它們之間的相關(guān)性達(dá)顯著水平；周碧青等［9-10］研究表明亞熱帶茶園土壤SON含量與茶樹凋落物數(shù)量和性質(zhì)密切相關(guān)，故供試枇杷園和龍眼園冬季產(chǎn)生的枯枝落葉層滲濾液SON的輸入，也是導(dǎo)致冬季兩種果園土壤SON含量較高的原因。春季是研究區(qū)梅雨季節(jié)，據(jù)氣象站觀測(cè)數(shù)據(jù)，春季平均降水量高達(dá)564.2 mm，占年均降水量的42.6%，是研究區(qū)年降水量最高的季節(jié)，其中4月平均降水量達(dá)143.7 mm，占春季降水量的25.5%，致使龍眼園和枇杷園土壤含水量較高（土壤自然含水量分別高達(dá)20.21%和19.77%），土壤通氣性相對(duì)較差，微生物活動(dòng)也較弱，土壤SON不僅形成數(shù)量少，且由于SON溶解性和移動(dòng)性較強(qiáng)致使春季果園土壤SON淋失量大，從而導(dǎo)致春季兩種果園土壤SON含量均最低。此外，國(guó)外研究還表明，土壤SON含量與根系代謝產(chǎn)物和分泌物密切相關(guān)［29-30］，故供試果園土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)可能還與龍眼和枇杷根系分泌物季節(jié)變化有關(guān)，這有待于進(jìn)一步深入研究。

4　結(jié)論

SON是供試南亞熱帶龍眼園和枇杷園土壤可溶性氮的主要成分，且春、夏、秋、冬季龍眼園土壤SON含量均顯著高于枇杷園。龍眼園和枇杷園土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)均呈夏、冬季高于春、秋季的變化規(guī)律，其中龍眼園和枇杷園土壤SON含量分別以冬季和夏季最高，但均以春季最低。土壤有機(jī)質(zhì)含量、細(xì)菌和真菌生物量變化是影響果園土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)的關(guān)鍵因素，土壤蛋白酶活性、溫度和pH值變化是影響果園土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)的重要因素。因此，供試果園土壤SON季節(jié)動(dòng)態(tài)規(guī)律及其差異主要與SON來(lái)源物數(shù)量（有機(jī)肥、枯枝落葉輸入）、主要微生物區(qū)系數(shù)量（細(xì)菌和真菌生物量）以及土壤環(huán)境條件（溫度）的季節(jié)變化密切相關(guān)。

［1］Murphy D V，Macdonald A J，Stockdale E A，et al.Soluble organic nitrogen in agricultural soils［J］.Biology and Fertility of Soils，2000，30（5/ 6）：374-387.

［2］Xing S H，Chen C R，Zhou B Q，et al.Soil soluble organic nitrogen and active microbial characteristics under adjacent coniferous and broadleaf plantation forests［J］.Journal of Soils and Sediments，2010，10（4）：748-757.

［3］Xing S H，Chen C R，Zhang H，et al.Genotype and slope position control on the availability of soil soluble organic nitrogen in tea plantations［J］. Biogeochemistry，2011，103（1）：245-261.

［4］Zhou X Q，Chen C R，Wu H W，et al.Dynamics of soil extractable carbon and nitrogen under different cover crop residues［J］.Journal of Soils and Sediments，2012，12（6）：844-853.

［5］Zhong Z，Makeschin F.Soluble organic nitrogen in temperate forest soils ［J］.Soil Biology and Biochemistry，2003，35（2）：333-338.

［6］楊絨，嚴(yán)德冀，周建斌，等.黃土區(qū)不同類型土壤可溶性有機(jī)氮的含量及特性［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，27（4）：1397-1403.

YANG Rong，YAN De-yi，ZHOU Jian-bin，et al.Soluble organic nitrogen（SON）in different soils on the Loess Plateau of China［J］.Acta Ecologica Sinica，2007，27（4）：1397-1403.

［7］Yang K，Zhu J J，Yan Q L，et al.Soil enzyme activities as potential indicators of soluble organic nitrogen pools in forest ecosystems of Northeast China［J］.Annals of Forest Science，2012，69（7）：795-803.

［8］Jones D L，Shannon D，Murphy D V，et al.Role of dissolved organic nitrogen（DON）in soil N cycling in grassland soils［J］.Soil Biology and Biochemistry，2004，36（5）：749-756.

［9］周碧青，張黎明，毛艷玲，等.不同提取方法下茶園土壤可溶性有機(jī)氮的差異［J］.福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，42（3）：317-322.

ZHOU Bi-qing，ZHANG Li-ming，MAO Yan-ling，et al.Difference of soil soluble organic nitrogen concentration in tea plantation by various extractions［J］.Journal of Fujian Agriculture and Forestry University，2013，42（3）：317-322

［10］周碧青，陳成榕，張黎明，等.茶樹品種對(duì)亞熱帶茶園土壤可溶性有機(jī)氮組成的影響［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2015，34（6）：1158-1165.

ZHOU Bi-qing，CHEN Cheng-rong，ZHANG Li-ming，et al.Effects of tea genotype on soil soluble organic nitrogen fractions in subtropical tea plantations［J］.Journal of Agro-Environment Science，2015，34（6）：1158-1165.

［11］Perakis S S，Hedin L O.Nitrogen loss from unpolluted South American forests mainly via dissolved organic compounds［J］.Nature，2002，415：416-419.

［12］Perakis S S，Hedin L O.Fluxes and fates of nitrogen in soil of an unpolluted old-growth temperate forest，Southern Chile［J］.Ecology，2001，82 （8）：2245-2260.

［13］Miguel L H，Kevin H，Rosario J E.Distribution of dissolved inorganic and organic nitrogen in river water and ground water in an agriculturally-dominated catchment，South-East Spain［J］.Water，Air，and Soil Pollution，2009，198（1）：335-346.

［14］Long G Q，Jiang Y J，Sun B.Seasonal and inter-annual variation ofleaching of dissolved organic carbon and nitrogen under long-term manure application in an acidic clay soil in subtropical China［J］.Soil and Tillage Research，2015，146：270-278.

［15］Michalzik B，Matzner E.Dynamics of dissolved organic nitrogen and carbon in a central European Norway spruce ecosystem［J］.European Journal of Soil Science，1999，50（4）：579-590.

［16］Wang X L，Ye J，Gonzalez P，et al.The impact of organic farming on the soluble organic nitrogen pool in horticultural soil under open field and greenhouse conditions：A case study［J］.Soil Science and Plant Nutrition，2013，59（2）：237-247.

［17］Chen C R，Xu Z H，Keay P.Total soluble nitrogen in forest soils as determined by persulfate oxidation and by high temperature catalytic oxidation［J］.Australian Journal of Soil Research，2005，43（4）：515-523.

［18］魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析［M］.北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社.2000：421-425.

LU Ru-kun.Soil agro-chemistry analysis［M］.Beijing：Chinese Science and Technology Press，2000，421-425.

［19］Frostegard A，Tunlid A，B??th E.Microbial biomass measured as total lipid phosphate in soils of different organic content［J］.Journal of Microbiological Methods，1991，14（3）：151-163.

［20］周碧青，陳成榕，張輝，等.不同覆被類型林地土壤微生物區(qū)系差異性研究［J］.福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，38（5）：542-547.

ZHOU Bi-qing，CHEN Cheng-rong，ZHANG Hui，et al.Micro-flora difference in forestry soils with various vegetation types［J］.Journal of Fujian Agriculture and Forestry University，2009，38（5）：542-547.

［21］關(guān)松蔭，張德生，張志明.土壤酶及其研究法［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1986：274-319.

GUAN Song-yin，ZHANG De-sheng，ZHANG Zhi-ming.Soil enzyme andresearchmethodology［M］.Beijing：ChineseAgriculture Press，1986：274-319.

［22］唐啟義.DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（第三卷）［M］.北京：科學(xué)出版社，2013：1261-1270. TANG Qi-yi.DPS data processing system（Volume 3）［M］.Beijing：Science Press，2013：1261-1270.

［23］周建斌，陳竹君，鄭險(xiǎn)峰.土壤可溶性有機(jī)氮及其在氮素供應(yīng)及轉(zhuǎn)化中的作用［J］.土壤通報(bào)，2005，36（2）：244-248.

ZHOU Jian-bin，CHEN Zhu-jun，ZHENG Xian-feng.Soluble organic nitrogen in soil and its roles in the supply and transformation of N［J］. Chinese Journal of Soil Science，2005，36（2）：244-248.

［24］Stevens P A，Wannop C P.Dissolved organic nitrogen and nitrate in an acid forest soil［J］.Plant Soil，1987，102（1）：137-139.

［25］Michalzik B，Kalbitz K，Park J H，et al.Fluxes and concentrations of dissolved organic carbon and nitrogen：A synthesis for temperate forests ［J］.Biogeochemistry，2001，52（2）：173-205.

［26］Huang W Z，Schoenau J J.Fluxes of water-soluble nitrogen and phosphorus in the forest floor and surface mineral soil of a boreal aspen stand［J］.Geoderma，1998，81（3/4）：251-264.

［27］陳華癸.土壤微生物學(xué)［M］.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979：53-57.

CHEN Hua-kui.Soil microbiology［M］.Shanghai：Shanghai Science and Technology Press，1979：53-57.

［28］Chen C R，Xu Z H.Analysis and behavior of soluble organic nitrogen in forest soils［J］.Journal of Soils and Sediments，2008，8（6）：363-378.

［29］Neff J C，Chapin III F S，Vitousek P M.Breaks in the cycle：Dissolved organic nitrogen in terrestrial ecosystems［J］.Frontiers in Ecology and the Environment，2003，1（4）：205-211.

［30］Molina J A E，Clapp C E，Allmaras R R.et al.Simulation of nitrogen rhizodeposition and assimilation back into corn（Zea mays L.）roots［J］. Soil Biology and Biochemistry，2005，37（1）：93-100.

Seasonal dynamics and impact factors of soil soluble organic nitrogen in different subtropical fruit plantations

ZHOU Bi-qing1，2，CHEN Cheng-rong3，ZHANG Li-ming1，2，YANG Wen-hao1，2，MAO Yan-ling1，2，XING Shi-he1，2*
（1.College of Resource and Environment，F(xiàn)ujian Agriculture and Forestry University，F(xiàn)uzhou 350002，China；2.University Key Lab of Soil E-cosystem Health and Regulation in Fujian，F(xiàn)ujian Agriculture and Forestry University，F(xiàn)uzhou 350002，China；3.School of Environment，Griffith University，Brisbane，QLD 4111，Australia）

To discuss the seasonal dynamics and its impact factors of soil soluble organic nitrogen（SON）in different subtropical fruit plantations，the plots sampling at fixing time and position were set in two adjacent different fruit plantations（Dimocarpus Longan Lour.and Eriobotrya Japonica Lindl.）with the same topography，parent material，soil type and planting time in south subtropics of Fujian.The concentrations of soil SON and relative properties at different seasons and depths of both fruit plantations were analyzed by TOC-TN analyzer，Quickchen Automateic Ion Analyzer and Gas Chromatography and the main impact factors of soil SON dynamics in the fruit plantation were discussed by grey correlation analysis.The results showed that the mean contents of soil SON accounted for 68.8%and 71.1%of total solu-

subtropics；longan plantation；loquat plantation；soil soluble organic nitrogen；seasonal dynamics；impact factor

S153.6

A

1672-2043（2016）09-1735-07doi：10.11654/jaes.2016-0170

2016-02-02

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（40671086）

周碧青（1963—），女，福建莆田人，副教授，主要從事土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)與碳氮循環(huán)研究。E-mail：1963zbq@163.com

邢世和E-mail：fafuxsh@126.com

ble nitrogen（TSN）in upper（0～20 cm）and lower（20～40 cm）layers of Dimocarpus Longan Lour.plantation，and 63.7%and 70.2%of TSN in upper（0～20 cm）and lower（20～40 cm）layers of Eriobotrya Japonica Lindl.plantation，respectively，and the SON contents in Dimocarpus Longan Lour.plantation at different seasons and depths were significantly higher than those in Eriobotrya Japonica Lindl.plantation，which indicated that SON was main component of soil soluble nitrogen in the fruit plantations and was significantly different between various types of fruit plantation in subtropics.Soil SON contents in Summer and Winter were significantly higher than those in Spring and Autumn in both fruit plantations，while the SON contents in upper and lower layers of Dimocarpus Longan Lour.plantation were highest in Winter，and those in both layers of Eriobotrya Japonica Lindl.plantation were highest in Summer.The grey correlation coefficients between SON content and possible impact factor in the fruit plantations showed following order：organic matter content，bacteria and fungi biomass＞protease activity，soil temperature and pH＞Asparaginase activity and soil moisture.The results indicated that the seasonal dynamics of soil SON in the subtropical fruit plantations were mainly affected not only by the differences of organic matter content，bacteria and fungi biomass，but also by the differences of protease activity，soil temperature and pH in different seasons.