王永鵬，張廣宇，陳 兵，劉 敏，覃姜薇，胡 聃，張永北

（1.海南省農(nóng)墾科學院，海南 ?？?570100；2.中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點實驗室，北京 100085）

【研究意義】有機碳氮是土壤肥力的物質(zhì)基礎，也是表征土壤質(zhì)量的重要指標，其豐缺度直接影響土壤生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力及穩(wěn)定性［1-2］。通過外源養(yǎng)分有效增加土壤碳氮儲量，延緩園林地力衰退，通過立體復合栽培，充分利用林下空間，改善環(huán)境生態(tài)，是現(xiàn)代農(nóng)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要技術措施。【前人研究進展】生態(tài)系統(tǒng)中土壤碳氮的儲存量受土地管理方式，地表植被覆蓋等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的影響［3］。土地管理方式對土壤碳氮的影響主要是通過外源養(yǎng)分的輸入［4］、土壤物理和生物化學屬性的變化決定的［5］。長期施用外源有機物質(zhì)能夠提升土壤碳、氮庫容，增強土壤肥力，促進作物增產(chǎn)，是土壤固碳的有效途徑［6］，原因在于外源有機物質(zhì)自身帶入的碳、氮量增加，既可滿足作物生長對養(yǎng)分的需求，又可調(diào)節(jié)土壤腐殖質(zhì)分解速率，其緩效特點可將肥力延后一段時期后釋放［7-8］。同時，通過土壤氮素固定可以降低氮肥施用量和施肥成本，提高土壤供氮潛力，保護環(huán)境免受氮素流失的負面影響［9］。此外，氮素的添加可通過增加土壤碳素的輸入和（在高N率下）通過減少土壤老碳的分解來促進土壤碳的儲存［10］。夏海勇等［11］對黃潮土和砂姜黑土的研究發(fā)現(xiàn)，隨有機物料用量的增加，有機物質(zhì)在土壤中的分解率越快，碳庫活度越高，而腐殖化系數(shù)則越低。蓋霞普等［12］總結(jié)北京昌平27 年潮褐土定點試驗發(fā)現(xiàn)，在施NPK 的基礎上增施有機肥可提升土壤累積碳、氮庫容分別為26.3%～41.1%和26.2%～44.9%。陽春砂為我國“四大南藥”植物之一，藥食同源［13］，藥用記載距今有1 300 多年歷史［14］。近幾十年來，國內(nèi)外學者對陽春砂進行了深入的研究，內(nèi)容涉及資源、栽培、化學成分與藥理、藥材鑒別、品質(zhì)評價等多個方面。陽春砂仁味辛性溫，具有溫脾止瀉、化濕開胃、理氣安胎、降脂降糖、抗氧化等作用［15-16］，臨床應用廣，市場需求量大，但生產(chǎn)量一直處于供不應求的狀態(tài)［17］。當前，海南省積極推進南藥產(chǎn)業(yè)化化全島發(fā)展，力爭實現(xiàn)南藥、黎藥、中成藥產(chǎn)值占醫(yī)藥工業(yè)總產(chǎn)值的17%以上，已建成東昌農(nóng)場陽春砂仁栽培基地26.67 hm2，其他市縣也有零星種植，但規(guī)模較小?！颈狙芯壳腥朦c】要提高陽春砂區(qū)域產(chǎn)出，利用好外源養(yǎng)分投入是一個重要途徑。外源養(yǎng)分對長期林下種植陽春砂的膠園地力維持和生態(tài)修復方面鮮有報道，值得深入研究。尤其是熱帶膠園土壤碳氮固存能力、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化效率方面更受到了極大關注。【擬解決的關鍵問題】由于陽春砂對50%～70%郁閉度的生長要求，主要選擇原始林或人工林林下栽培。海南是全國橡膠種植最為豐富的地區(qū)，膠園空間適宜陽春砂種植。本研究通過膠-砂復合系統(tǒng)條件下外源養(yǎng)分輸入試驗，分析外源性養(yǎng)分對土壤碳氮固存及養(yǎng)分吸收效率的影響，找出一條既能保護生態(tài)效益又能維持地力的可持續(xù)性種植模式，為土地利用和覆蓋變化對改善熱帶林土壤生態(tài)環(huán)境的研究提供理論基礎，評價將林下陽春砂栽培納入園林生態(tài)建設體系的可行性，以推動陽春砂在海南全省的大面積推廣。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗點位于海南省國營東昌農(nóng)場橡膠林下陽春砂栽培示范基地（110.37′50″E，19.38′10″N），海拔58 m，屬熱帶北緣沿海地帶半濕潤區(qū)，具有熱帶和亞熱帶氣候特點，年均氣溫23.9 ℃，年蒸發(fā)量1 981 mm，年均相對濕度87%，年均降雨量1 735 mm；受強熱帶風暴和臺風影響嚴重，年平均發(fā)生2.6個，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)“低而不穩(wěn)”。該區(qū)域?qū)儆诘颓鹋_地平原地帶，土壤類型主要為玄武巖發(fā)育而成的鐵質(zhì)磚紅壤。試驗地土壤質(zhì)地為砂質(zhì)壤土，其中含砂粒（2～0.02 mm）58.8%、粉粒（0.02～0.002 mm）26.2%、粘粒（＜0.002 mm）15.0%，容重1.34 g/cm；土壤有機質(zhì)18.6 g/kg，全氮1.19 g/kg，速效磷4.3 mg/kg，速效鉀32.5 mg/kg，堿解氮59.2 mg/kg，pH 4.9。

1.2 試驗材料

供試肥料：（1）農(nóng)家肥：N-P2O5-K2O=0.5-0.5-0.4，有機質(zhì)≥15%。（2）化肥：尿素（N ≥46%），過磷酸鈣（P2O5≥16%），鉀肥（KCL ≥17%）。（3）有機肥：生物有機肥，有機質(zhì)≥45，總養(yǎng)分（N-P2O5-K2O）≥5%，有效活菌數(shù)≥0.2 億/g；硅鈣鎂鉀復混肥（N-P2O5-K2O=5-5-8 ≥18%，CaO-SiO2-MgO=14-13-3 ≥30%）。

供試作物：陽春砂品種為圓果型廣東陽春道地品種，植齡4 年，植株高度1.5～2 m。橡膠樹為海南省農(nóng)墾橡膠研究所選育的大規(guī)模推廣橡膠品種文昌217，樹齡32 年，停止割膠。

1.3 試驗方法

在示范基地基礎上，設立不同類別外源養(yǎng)分投入試驗。小區(qū)分布為單因素隨機區(qū)組排列，試驗設不施肥（CK）、施農(nóng)家肥（M）、施化肥（F）、施有機肥+無機肥（O+C）4 個處理，3 次重復，小區(qū)面積48 m2（6 m×8 m），小區(qū)間距2 m。2017 年9 月布置試驗，2017、2018 年越冬前分別以基肥的方式進行一次性施肥，2018、2019 年陽春砂收獲后（8 月）分別進行樣品采集，土層采樣深度20 cm，植物樣采集面積20 cm×20 cm，檢測作物生物量、土壤質(zhì)地、容重、總有機碳、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀、pH 等指標。

施肥量：M 處理按當?shù)爻Ｒ?guī)施肥量，施入農(nóng)家肥22.5 t/hm2；F 處理按當?shù)啬z園測土配方施肥量，施入尿素570 kg/hm2、過磷酸鈣910 kg/hm2、硫酸鉀500 kg/hm2；O+C 處理借鑒本研究前期已完成的有機肥梯度施肥試驗最佳施肥量，施入有機肥3 t/hm2、硅鈣鎂鉀復混肥0.75 t/hm2。

1.4 測定指標及方法

土壤有機碳采用Walkley and Black 重鉻酸鉀氧化法測定，土壤全氮采用半微量開氏法測定，植物全氮采用濃H2SO4-H2O2法測定［18］。土壤容重采用環(huán)刀法測定；作物生物量采用105 ℃殺青2 h，60 ℃烘干測含水量；土壤pH 采用電極法測定（水土比為2.5 ∶1）；土壤質(zhì)地采用吸管法測定［19］。吸收效率指作物體內(nèi)碳、氮吸收總量與其供給量的比值。

土壤碳儲量指單位土壤體積內(nèi)容納的土壤有機碳含量，計算公式為：

式中，TC 為土壤有機碳儲量（g/m2），ρb 為土壤容重（g/cm3），h為土層深度（cm），S為土地面積（m2），TOC 為土壤總有機碳含量（g/kg）。

土壤碳固化量為通過微生物固化存留于土壤中的部分養(yǎng)分，即試驗始末土壤碳、儲量的增加量，計算公式為：

式中，ΔTC 為土壤碳固化量（kg/hm2），TC1為初期土壤碳固化量（kg/hm2），TC2為終期土壤碳固化量（kg/hm2）。

養(yǎng)分吸收效率=作物總生物量（地上部分+地下部分）養(yǎng)分積累量/施入養(yǎng)分量

試驗數(shù)據(jù)運用SPSS19.0 進行處理，用單因素方差分析（One-way ANOVA），不同處理差異顯著性采用LSD法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源養(yǎng)分輸入條件下陽春砂生物量、覆蓋度以及土壤容重的變化

由表1 可知，輸入外源性養(yǎng)分2 年后，陽春砂生物量及其覆蓋度增加顯著，CK 地上生物量和根生物量2019年比2017年分別增加1.10倍和1.15倍，覆蓋度增加1.12 倍，其生物量在自然條件下仍有小幅度增長，說明植齡5～6 年的陽春砂仍處于生長上升階段；M、F、O+C 處理地上生物量和根生物量2019 年比2017 年分別增加1.20～1.35倍和1.26～1.46 倍，覆蓋度增加1.21～1.25 倍，以O+C 處理增幅最大。2019 年，M、F、O+C 處理陽春砂地上生物量比CK 分別高8.35%、22.04%和21.09%，根生物量比CK 分別高20.94%、11.02%和27.67%，表明外源性養(yǎng)分對陽春砂生物量的影響均達到顯著效果；O+C 處理土壤容重比CK 低2.39%，差異顯著，表明有機肥+無機肥搭配施肥模式，改善了膠園表層土壤的疏松度和空隙度，降低膠園土壤的容重，提高了土壤的可耕性及通氣性，有利于陽春砂長期復合栽培。

表1 不同外源性養(yǎng)分對陽春砂生物量、覆蓋度及土壤容重的影響Table 1 Effects of different exogenous nutrients on biomass and coverage of Amomum villosum and soil density

2.2 外源養(yǎng)分輸入條件下土壤有機碳、全氮及其儲量的變化

由表2 可知，2017 年到2019 年試驗期間，M、O+C 處理土壤有機碳、全氮含量顯著增加，土壤有機碳含量分別提高9.32%和13.16%，土壤全氮含量分別提高5.82%和8.40%。2019 年，M、F、O+C 處理土壤有機碳含量比CK 分別高11.99%、3.70%和15.54%，全氮含量比CK 分別高7.74%、4.13%和9.91%。其中，M、O+C 處理與CK 差異顯著，F(xiàn) 處理全氮含量顯著高于CK，但有機碳含量沒有顯著變化，這一定程度上說明土壤有機碳含量的提高主要來自于有機性外源養(yǎng)分的輸入，而全氮含量的提高主要來自于無機性外源養(yǎng)分的輸入。

表2 不同外源養(yǎng)分對土壤總有機碳（TOC）和全氮（TN）含量的影響Table 2 Effects of different exogenous nutrients on soil total organic carbon（TOC）and total nitrogen（TN）content

由表3 可知，CK、M、O+C 處理土壤有機碳儲量2019 年比2017 年增幅分別為-4.08%、6.16%和8.63%，全氮儲量增幅分別為-3.57%、2.75%和4.09%，F(xiàn) 處理沒有顯著變化。2019 年，M、O+C 處理土壤有機碳儲量比CK 分別高9.90%和12.72%，土壤全氮儲量分別高5.76%和7.27%，差異均達顯著水平，說明陽春砂長期復合栽培會造成膠園土壤碳氮儲量下降，外源性養(yǎng)分輸入有機肥對土壤碳氮儲量增益顯著，而化肥輸入則影響不明顯。

表3 不同外源性養(yǎng)分對土壤碳氮儲量的影響Table 3 Effects of different exogenous nutrients on soil organic carbon storage and soil nitrogen storage

2.3 外源養(yǎng)分輸入條件下土壤碳、氮輸出量的變化

由圖1 可知，CK 處理陽春砂地上部分和地下部分生物量的碳、氮儲量2019 年顯著高于2017年，其中，地上部分碳、氮儲量分別高32.03%和40.20%，地下部分碳、氮儲量分別高35.47%和42.58%，說明自然生長條件下，5～6 年陽春砂生長旺盛，在無外源養(yǎng)分輸入的情況下，植物生物量碳氮儲量以消耗土壤固有碳氮儲量為主。

圖1 不同外源養(yǎng)分條件下陽春砂地上、地下生物量的變化Fig.1 Changes of aboveground and underground biomass of Amomum villosum under different exogenous nutrients

2019 年陽春砂收獲時，M、F、O+C 處理地上部分碳儲量分別比CK 高7.80%、8.13%和22.79%，地下部分碳儲量分別比CK 高14.60%、15.19%和28.38%；M、F、O+C 處理地上部分氮儲量分別比CK 高5.77%、15.45%和21.20%，地下部分氮儲量分別比CK 高11.95%、23.56%和26.89%?？梢姡? 個處理總的碳、氮儲量（地上+地下）均高于CK，且差異顯著，說明外源輸入對植物生物量碳氮儲量的增加起到了顯著效應。

2.4 外源養(yǎng)分輸入條件下土壤碳氮固化及作物養(yǎng)分吸收的變化

由表4 可知，土壤碳、氮含量的變化因外源輸入不同表現(xiàn)出較大的差異，其中土壤總有機碳輸入量表現(xiàn)為O+C ＞M ＞F ＞CK，土壤全氮輸入量則表現(xiàn)為O+C ＞F ＞M ＞CK；土壤碳、氮輸出量均表現(xiàn)為O+C ＞F ＞M ＞CK；碳吸收效率以F處理最高（18.6%），O+C 處理次之（10.0%），M 處理最低（8.5%）；氮吸收效率F 和O+C 處理（6.4%）高于M 處理（5.8%）。土壤碳、氮固化量為通過微生物固化存留于土壤中的部分養(yǎng)分，即試驗始末土壤碳、氮儲量的增加量，均表現(xiàn)為O+C ＞M ＞F ＞CK。

表4 不同外源養(yǎng)分對土壤碳氮輸入、輸出、固化量及養(yǎng)分吸收效率的影響Table 4 Effects of different exogenous nutrients on input,output,solidification and absorption efficiency of soil carbon and nitrogen

2.5 外源養(yǎng)分輸入條件下陽春砂根生物量與地上生物量及生物量碳氮儲量的相關性

由圖2 可知，陽春砂根生物量與地上生物量呈顯著正相關，根系生物量的增加反映不同處理間地上生物量的變化，其中CK、M、F 和O+C 處理根生物量與地上生物量占比分別為21.40%、23.88%、19.47%和22.56%；根生物量與地上、地下生物量氮儲量也呈顯著正相關，根系生物量的增加反映陽春砂生長過程中對氮素吸收量的變化。

圖2 陽春砂根系生物量、地上生物量與生物量氮儲量的相關性Fig.2 Correlation between root biomass and aboveground biomass and biomass nitrogen storage of Amomum villosum

3 討論

3.1 外源養(yǎng)分輸入對陽春砂生物量的影響

陽春砂為淺根作物，根系主要分布在0～15 cm土層。由于陽春砂的不定根和支持根較少，匍匐莖對植株的支撐和固定作用很大，因此本試驗將根和匍匐莖合并采集統(tǒng)一為根生物量，地下部分只取0～20 cm 土層植物樣。另外，陽春砂生理結(jié)構(gòu)特殊，自然結(jié)實率極低，沒有人工授粉的情況下，收集到的干果平均每667 m2僅有8.7 kg，果實生物量占比0.02，莖生物量占比0.82，這與王憲東等［20］、彭建明等［21］、馮志立等［22］的研究結(jié)果相似，因此本試驗將砂仁與地上莖葉合并統(tǒng)一為地上生物量。有研究表明，陽春砂種植后3～5 年為生長高峰期，8～10 年后，由于營養(yǎng)繁殖減弱和衰老株的不斷死亡，生物量會隨之降低［23-25］。本研究中，不施肥對照在2017—2019 年生長期間陽春砂總生物量顯著增加10.97%（表1），說明陽春砂在5～6 年種植期生長速度仍然較快，同時也說明海南熱帶沿海區(qū)高溫濕潤的自然條件完全適合陽春砂的引進和長期栽培。

本研究中，CK、M、F、O+C 處理陽春砂總生物量2019 年比2017 年分別增加10.97%、23.68%、33.38% 和35.87%；2019 年，M、F、O+C 處理總生物量顯著高于CK 11.18%、20.10%和22.25%，且以O+C 處理最理想，即有機、無機外源養(yǎng)分搭配施用對陽春砂生物量增長的效果最優(yōu)。說明外源性養(yǎng)分輸入能有效加快作物生長，顯著提高作物生物量，但養(yǎng)分輸入量及單一元素影響方式目前尚不明確，還需做進一步研究。

優(yōu)良的根系性狀是作物氮素高效吸收和提高產(chǎn)量的重要基礎。本研究中，陽春砂根生物量與地上生物量、根生物量氮儲量、地上生物量氮儲量之間均呈顯著正相關，說明陽春砂發(fā)達的根系對養(yǎng)分吸收利用及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)至關重要。研究表明，植物根系易受植物種類和環(huán)境條件等多種因素的影響，在土壤逆境脅迫下，植物通過調(diào)節(jié)根系形態(tài)、生理可塑性來適應土壤環(huán)境的變化，而根系大小、空間分布及其活性強弱等決定了植物對土壤養(yǎng)分的吸收利用及其在群落中的豐富度［26-27］。

3.2 外源養(yǎng)分輸入對土壤有機碳、氮及其儲量的影響

土壤有機碳是土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化的核心，對提高土壤養(yǎng)分的速效性和維持土壤養(yǎng)分的穩(wěn)定性非常重要［28］。本試驗結(jié)果顯示，無機性外源養(yǎng)分（F處理）對土壤碳、氮儲量影響不顯著，有機性外源養(yǎng)分（M、O+C 處理）則顯著促進了土壤碳、氮積累。可以看出，F(xiàn) 處理土壤全氮含量顯著提高4.13%，土壤全氮儲量增加4.35%，說明無機性外源養(yǎng)分的施入增加了氮源，提高了土壤微生物活性和養(yǎng)分的有效性，其利用率較低的原因可能是大量的無機氮在土壤中除了供給當季作物吸收利用外，部分氮素以N2O、N2或其他形式進入大氣或淋溶下滲而損失，在土壤中的凈殘留量很少，因此對土壤的供氮能力影響不大，其中氮吸收效率最大僅為6.4%；同時，土壤中無外源有機物質(zhì)的投入，碳源不足可能限制了微生物的生長繁殖，使得被微生物進行生物固持作用而固定的氮大大減少。M、O+C 處理相較于CK，土壤有機碳含量提高11.99%～15.54%，土壤有機碳儲量增加9.90%～12.72%，說明有機外源養(yǎng)分的輸入直接增加了土壤中碳源的投入。有研究表明，微生物活動需要保持相應的C/N 平衡，因此只能從土壤中吸取部分氮素以補不足，出現(xiàn)與植物爭氮的現(xiàn)象，同時，較低的氮輸入量使土壤微生物所需的有效氮含量不足而延緩土壤有機碳的周轉(zhuǎn)［29-30］。本研究中，F(xiàn) 處理土壤C/N 比CK 低0.05，M、O+C 處理土壤C/N 分別比CK 高0.39 和0.50，說明不同施肥處理對土壤碳、氮含量的相對影響。O+C 處理中，有機外源養(yǎng)分和無機外源養(yǎng)分配施使養(yǎng)分供應協(xié)調(diào)，引進外源有機質(zhì)的同時增加氮素的投入，生物固持作用加強，使養(yǎng)分供應與作物的吸收轉(zhuǎn)化相協(xié)調(diào)，減少了化肥在土壤中的損失，從而使C/N 相對趨于穩(wěn)定。因此，有機無機肥配合施用對于加強土壤固碳、固氮能力具有重要意義。

土壤有機碳庫、氮庫受以植物地上殘體、根系沉積、外源投入為主的碳、氮輸入和微生物分解、侵蝕、淋失等過程中碳、氮輸出的影響。土壤碳、氮含量并不能直接反映土壤碳、氮儲量的變化，而單位面積碳、氮儲量是反映不同施肥條件下土壤生態(tài)系統(tǒng)碳、氮蓄積量變化的理想指標［31-32］。本研究中，輸入外源養(yǎng)分2 年后，不同處理間土壤碳、氮儲量大小均表現(xiàn)為O+C ＞M＞F ＞CK。自然條件下，CK 的土壤碳、氮儲量分別下降4.08%和3.57%，減少的養(yǎng)分除部分損失外，主要供作物吸收利用，外源輸入只有橡膠凋落物，降解很慢，短期內(nèi)難以回補土壤輸出的有機質(zhì)；M、O+C 處理的土壤碳、氮儲量分別增加0.30～0.38 kg/m2和0.18～0.23 kg/m2，明顯高于CK，說明有機性外源養(yǎng)分能有效維持土壤碳庫、氮庫平衡，在提升地力方面可以彌補無機性外源養(yǎng)分的不足，這與王伯仁等［33］、顏雄等［34］研究結(jié)果相似。

3.3 外源養(yǎng)分輸入對土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化的影響

外源養(yǎng)分利用是為了提高作物產(chǎn)出，在通過養(yǎng)分輸入實現(xiàn)作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的同時，還需兼顧養(yǎng)分資源的優(yōu)化管理及養(yǎng)分高效利用［35-36］。相關研究表明，有機物料可以向土壤輸入有機質(zhì)，而無機物料則可以通過影響土壤微生物活性及作物生長而影響土壤有機質(zhì)含量及其結(jié)構(gòu)［6,37-38］。本研究中，養(yǎng)分輸入2 年后，F(xiàn) 處理陽春砂總生物量碳、氮儲量提高44.72%、65.93%，說明輸入無機性肥料時，在微生物活動的作用下養(yǎng)分轉(zhuǎn)化速率加快，促進作物碳氮積累。作物養(yǎng)分加快吸收的同時，土壤中可能會出現(xiàn)另一種結(jié)果，即隨著微生物活動增加，土壤中原有的有機質(zhì)降解增多，因無外源碳輸入，土壤有機碳、氮含量降低，有機質(zhì)腐殖化程度下降，關于微生物在養(yǎng)分轉(zhuǎn)化中所起的具體作用還沒有取得明確的數(shù)據(jù)，有待下一步繼續(xù)研究。輸入有機性肥料時，對應處理（M、O+C）的陽春砂總生物量碳儲量提高45.54%～65.44%，增加的有機質(zhì)經(jīng)降解產(chǎn)生的N容易被作物吸收利用，因此土壤氮素含量不高，而有機碳含量較高，即土壤有機質(zhì)腐殖化程度增強。有機與無機性肥料配合施用時，微生物及作物首先利用施入的無機養(yǎng)分，在加快作物養(yǎng)分吸收利用的同時，減緩微生物對有機質(zhì)的降解作用，增加土壤有機質(zhì)儲量。

土壤有機質(zhì)輸入和輸出之間的平衡決定土壤碳、氮儲量的大小。土壤碳、氮固化量為一定時期內(nèi)碳、氮儲量的變化值，反映了土壤截留養(yǎng)分的能力，土壤碳、氮固定和積累關系著土壤肥力的保持與提高，從而影響作物的產(chǎn)量與質(zhì)量［39］。本試驗中，CK 的土壤碳、氮固化量（-261 kg/hm2、-14 kg/hm2）均為負值，說明自然條件下，陽春砂生長需要消耗土壤固有養(yǎng)分，易造成地力虧缺。M、F、O+C 處理的氮固化量為28～87 kg/hm2，表明土壤中氮素主要來源于外源輸入；碳固化量則主要來源于外源有機物料的輸入，F(xiàn) 處理碳固化量只有23 kg/hm2，說明施用無機性肥料對土壤碳素轉(zhuǎn)化的影響不明顯；M、O+C 處理的碳固化量分別為1 873 kg/hm2和2 188 kg/hm2，遠高于投入量，說明施用有機肥料或有機無機肥料配合施用情況下土壤有機碳除了外源有機質(zhì)的降解產(chǎn)生外，還來源于土壤微生物活動，具有較強的自生性，對土壤碳氮平衡有較強的維持力，大大提升復合栽培地力的可持續(xù)性。

碳、氮吸收效率指作物體內(nèi)碳、氮吸收總量與其供給量的比值，反映作物根系從土壤中吸收養(yǎng)分的能力［40-41］。本試驗中，氮素吸收效率僅為5.8%～6.4%，其主要原因可能是所有肥料均為地表撒施，沒有覆土，海南地區(qū)高溫多雨，尿素在轉(zhuǎn)化前是分子態(tài)，不能被土壤吸附，易隨水流失，轉(zhuǎn)化后形成的氨也極易揮發(fā)，造成大量氮素流失。同時，氮肥在土壤中轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮和銨態(tài)氮，淋溶作用下極易下移，陽春砂根系淺，很難吸收到深層土壤中的養(yǎng)分。研究表明，氨揮發(fā)是田間氮損失的重要途徑之一，因表面撒施造成的氨揮發(fā)損失占氮肥投入量的10%～40%，嚴重時氨揮發(fā)損失超過氮總損失量的80%［42-43］。綜合國內(nèi)部分地區(qū)主要作物上進行的田間原位觀測結(jié)果，無機肥料中的氮除去作物吸收利用和氨揮發(fā)損失外，其中硝化-反硝化損失34%，淋洗損失2%，徑流損失5%［44］。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，自然條件下陽春砂生長良好，適宜大面積種植，但長期林下栽培會造成土壤碳氮儲量下降。外源性養(yǎng)分輸入對土壤碳氮儲量及作物養(yǎng)分吸收效率有一定的輔助作用，有助于維持土壤碳氮庫容平衡以及土地生產(chǎn)的穩(wěn)定性，影響程度因外源性養(yǎng)分的不同而異。

無機性外源養(yǎng)分在短期內(nèi)的生產(chǎn)效果明顯，可以快速提高養(yǎng)分吸收效率，增加陽春砂生物量。但其增加值是以消耗土壤固有養(yǎng)分為代價，對土壤碳氮儲量貢獻不顯著，碳氮庫容平衡需要不斷的外源投入才能得以維持。

有機性外源養(yǎng)分輸入在短期內(nèi)對土壤氮儲量沒有顯著影響，從長遠看，有機性外源養(yǎng)分對土壤固碳、固氮能力高于無機性外源養(yǎng)分，一定程度上可以彌補由于人為或自然因素造成土壤有機質(zhì)下降帶來的負面影響，有利于土壤肥力的提升。

在有機和無機兩種外源性養(yǎng)分配合使用情況下，既可以加快有機質(zhì)礦化，促進養(yǎng)分吸收，也可以增加土壤陸源性碳氮儲量，無論是提高陽春砂產(chǎn)出效益，還是維持土壤地力持續(xù)性，都是最佳的外源養(yǎng)分利用方式。