2结果与分析


2.1土壤有机氮组分含量及其比例


即使理化性质存在较大差异，各试验土壤均以酸解氮构成有机氮的主体，不同土壤酸解氮含量变幅为545.7～2 276.9 mg/kg(表2)，占土壤全氮的比例为58.6%～83.8%，均值达72.4%，而酸未解氮占土壤全氮的比例仅达16.2%～41.4%(图2)。从不同类型水稻土间酸解氮含量变化来看，其值在淹育性、潜育性和潴育性水稻土间的变化范围分别为545.7～1 276.9、962.4～1 759.2和1 523.8～2 276.9 mg/kg，总体上依潴育性水稻土、潜育性水稻土、淹育性水稻土的次序明显降低。


表2显示，酸解氮中，各土样均以氨基酸氮含量最高，以氨基糖氮含量最少，氨态氮和未知氮含量介于其间；计算得知试验土壤间各酸解有机氮组分含量变异系数达34.3%～41.2%，具有中等变异性。不同酸解有机氮组分占全氮含量比例的差异亦较大，氨基酸氮、氨基糖氮、氨态氮和未知氮占全氮的比例分别为25.6%～43.1%、2.6%～9.0%、11.9%～22.3%和8.0%～25.3%(图2)。


2.2土壤可矿化氮变化及其与理化性质相关性


不论水稻土发育类型是否变化，土壤累积矿化氮量均随培养时间延长而逐渐增加，但有机氮在培养初期矿化相对更为迅速，培养期间各发育类型水稻土包含10个土样平均的累积矿化氮量始终以潴育性水稻土最高，潜育性水稻土次之，淹育性水稻土最低(图3)。进一步分析不同培养期(培养7、28和112 d)土壤累积矿化氮量变化显示，随培养时间延长，供试土壤间Nmin-7、Nmin-28和Nmin-112值变幅依次增大，但其变异系数却逐渐降低(表3)。改进的二阶指数模型对各供试土壤培养112 d的氮素矿化过程均有很好的拟合效果(R2=0.993～0.999,P<0.001)(表3)，同一土壤No拟合值较Nmin-112值提高8.6%～30.6%，No值在不同类型水稻土间总体表现出潴育性水稻土高于潜育性水稻土，更高于淹育性水稻土的变化特征。

表2土壤各有机氮组分含量

图2土壤有机氮组分占全氮比例


分析Nmin-7、Nmin-28、Nmin-112、No值与土壤基本理化性质间的相关关系(表4)，结果显示，Nmin-7、Nmin-28、Nmin-112及No均与土壤有机碳、全氮和粘粒含量呈极显著正相关关系(P<0.01)，

图3各发育类型水稻土包含10个土样平均的矿化氮累积曲线


但与土壤pH值和碳氮比则不具显著相关关系(P>0.05)，显示土壤pH值和碳氮比的变异对供试土壤有机氮矿化无明显影响。

表3土壤可矿化氮含量


注:R2表示利用改进的二阶指数模型拟合土壤有机氮矿化过程的拟合决定系数，表示P>0.001显著水平，下同。

表4土壤可矿化氮与基本理化性质间的Pearson相关系数

注:表示P>0.01显著水平，下同。


2.3土壤有机氮组分与可矿化氮的关系


土壤可矿化氮与有机氮组分间的相关分析结果显示(表5)，Nmin-7、Nmin-28、Nmin-112及No均与各酸解氮组分呈显著正相关关系(R=0.427～0.858,P>0.05)，但与酸未解氮则无显著相关关系(R=0.253～0.318,P<0.05)，说明相对于酸未解氮，土壤酸解氮与可矿化氮的关系更为密切。酸解氮组分中，氨基酸氮与可矿化氮间的相关系数始终最高，氨态氮次之，氨基糖氮再次之，酸解未知氮相对最差。

表5土壤有机氮组分与可矿化氮间的Pearson相关系数

注：表示P<0.05显著水平。


有机氮各组分间相互关联，使得各酸解氮组分与可矿化氮间的显著相关关系并不能说明前者对后者的真实贡献及贡献大小。为此，进一步进行可矿化氮与酸解氮组分间的多元逐步回归分析，结果显示(表6)，酸解氮中，始终只有氨基酸氮进入逐步回归方程，其偏回归系数始终均为正值且逐渐增大，方程决定系数(R2)亦均达0.001显著性水平，表明氨基酸氮对土壤可矿化氮具有稳定且重要的贡献，是后者的主要来源。

表6土壤酸解氮组分与可矿化氮逐步回归模型输出结果

注:R2表示可矿化氮与酸解氮组分间多元逐步回归分析的方程拟合决定系数。


酸解氮中，氨基糖氮、氨态氮和未知氮与可矿化氮高度相关，但并未能进入逐步回归方程中。因此，需进一步借助通径分析量化土壤各酸解氮组分对可矿化氮的贡献。No表征土壤可矿化氮供应容量，在对其值进行正态性检验后显示，Kolmogorov-Smirnov值为0.455，显著水平(Sig.)=0.986>0.05，表示No值服从正态分布，对其与土壤酸解有机氮组分间的关系进行通径分析。表7显示，虽然各酸解有机氮组分均对No有一定贡献，但其所起直接作用(直接通径系数)和通过其它酸解氮组分所起的间接作用(间接通径系数)却有很大差异。氨基酸氮对No所起的直接作用(0.704)最大，且达P<0.001显著水平，而其通过其它酸解氮组分对No所起的间接作用(-0.028～0.147)均较小，说明氨基酸氮对可矿化氮有显著的直接贡献意义；相反，其它各酸解氮组分对No贡献所起的直接作用均很小，甚至无直接作用(-0.055～0.226)，远远低于其通过其它酸解氮组分所起的总间接作用(0.443～0.706)。进一步分析得知，氨基糖氮、氨态氮、未知氮对No的影响均以通过氨基酸氮所起的间接作用(0.353～0.574)最大和最为明显，说明这些组分各自与可矿化氮的良好关系，主要在于其通过其它酸解氮组分尤其是氨基酸氮所起的间接作用。决策系数反映解释变量(酸解氮组分)对响应变量No的综合影响效应，氨基酸氮、氨基糖氮、氨态氮的决策系数均为正值且依次减小，说明这些组分均对No起增进作用，且氨基酸氮是主要决策变量；相反，未知氮的决策系数为-0.050，其对No起限制作用。

表7土壤酸解有机氮组分与氮矿化势(No)间的通径分析结果

注：∑代表各酸解氮组分通过其它酸解氮组分对No的总间接通径系数。