文章题目：氮输入的形式调节土壤酸化的强度

文章信息：

摘要：由活性氮(N)输入引起的土壤酸化可以改变陆地生态系统的结构和功能。由于不同的氮转化过程有助于氢离子的生产和消耗，酸化的程度可能取决于有机氮（ON）和无机氮（IN）输入的相对数量。然而，很少有研究明确测量氮组成对土壤酸化的影响。在本研究中，我们首先进行了53项草原研究的元分析，以测试ON或IN输入对土壤酸化的影响。然后，基于长期的田间氮添加实验，我们比较了五种不同的ON： IN比值和两种输入速率下的土壤酸化情况。meta分析表明，当加氮添加率超过20gNm^-2year^{- 1}时，ON对土壤酸化的影响弱于IN。田间试验证实了meta分析的结果：氮添加与ON≥比例为20%时，土壤酸化减少，特别是在高输入速率（30gNm^-2year^{- 1}）下。结构方程模型分析表明，这一结果主要是由于优势牧草羊草(Leymus chinensis)的氨气挥发和对铵根离子的吸收(两者对H+的净贡献都较低)导致可用于硝化的铵根离子较少(而氮和铵根离子+的净贡献较高)，导致氮的生成速率相对较低。这些结果表明，评价氮素输入引起的土壤酸化应考虑氮素的形态，调控氮素输入的相对组成可能是缓解氮素诱导的土壤酸化的有效途径。

文章背景：

不同氮素形态转化过程

1、有机态氮和无机态氮在土壤中具有不同的化学性质和转化过程。

2、土壤中ON和IN对H⁺释放也可能受其他因素的影响。

假设1：土壤酸化作用随着有机氮含量的增加而减弱。

假设2：土壤酸化率随着有机氮的增加而降低，主要是由于降低NH4⁺产生，导致硝化作用减少，导致H⁺释放很少；地上部净生产力(ANPP)增加，促进土壤碱性阳离子释放，增加土壤缓冲性。

研究内容：

1、测试53个草原上有机氮和无机氮输入对土壤酸化影响。（meta-analysis GetData Graph Digitizer）

2、田间试验：

1）5个不同的氮素组合  

ON（尿素和甘氨酸等量混合）

ON:IN = 1:9

ON:IN = 2:8

ON:IN = 4:6

IN（硝铵态氮)

2）2个氮素水平(5gNm^-2year^{- 1}和30gNm⁻²year^{- 1})

研究结果：
1、氮素形态对土壤PH的影响

有机氮和无机氮对土壤PH有影响

氮添加量高于20gm^-2year^{- 1} ON＞IN

2、氮素含量对土壤PH的影响

（注：low N: 5 gNm^-2year^{- 1}, high N: 30 g gNm^-2year^{- 1}）

• 在高氮添加量条件下， ON≥20%比IN=100% IN对土壤pH值的影响更小。

• 三年后，氮形态＜氮添加量

• 高氮六年，0%-20%有机氮与PH成正相关。

  
  

  
  

high N＞low N

high N＞low N

3、氮素含量对影响土壤PH的影响因素

• 氮素组成对土壤pH值的影响与羊草生长的降低密切相关。

• 有机氮添加比例增加降低对PH影响，与NO₃⁻-N减少和种植禾本科、黄芩、黄花蒿生物量的增加密切相关。

• 氮组成对土壤pH的影响与土壤NH4⁺-N响应的降低有关，从而通过抑制硝化作用导致H⁺的释放。

• 羊草对碱性阳离子的低吸收率和土壤NO₃⁻较低也减轻了有机氮添加对土壤pH的影响。

结论：

1、mate分析结果：

氮添加量大于20gNm^-2year^{- 1}时，土壤酸化：有机氮＜无机氮。

2、田间试验结果：

1）证实了mate分析高氮肥情况下，有机氮对土壤酸化的影响弱于无机氮（特别是在高投入量(30gm^-2year^{- 1})下。

2）主要是优势牧草“Leymus chinensis”吸收NH4⁺和氨挥发，而硝化作用很少。