溶解性有机碳溶液灌溉和苜蓿间作消减黄土区苹果园深层土壤硝酸盐的研究

来源：土壤学报杂志2025年第1期北京时间：

作者：代洪伟，丁艳宏，高晓东，李昌见，任敏，宋小林，赵西宁

单位：代洪伟，西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室, 陕西杨凌 712100;西北农林科技大学水利与建筑工程学院, 陕西杨凌 712100；,丁艳宏，西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室, 陕西杨凌 712100;西北农林科技大学水利与建筑工程学院, 陕西杨凌 712100；,高晓东，西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室, 陕西杨凌 712100;中国科学院水利部水土保持研究所, 陕西杨凌 712100；,李昌见，西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室, 陕西杨凌 712100;中国科学院水利部水土保持研究所, 陕西杨凌 712100；,任敏，西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室, 陕西杨凌 712100;西北农林科技大学水利与建筑工程学院, 陕西杨凌 712100；,宋小林，西北农林科技大学园艺学院, 陕西杨凌 712100；,赵西宁，西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室, 陕西杨凌 712100;中国科学院水利部水土保持研究所, 陕西杨凌 712100；zxn@nwsuaf.edu.cn,

摘要：近年来，黄土区苹果园由于氮肥使用不当，导致土壤中硝酸盐的大量累积，将严重威胁土壤生态安全。溶解性有机碳（Dissolved organic carbon，DOC）输入和深根系豆科作物间作是消减苹果园深层土壤硝酸盐的潜在可行途径，但其效果与影响因素研究目前较薄弱。为此，本研究在渭北黄土区苹果园中设置了灌溉DOC溶液（D）、苜蓿间作（M）、灌溉DOC溶液+苜蓿间作（D+M）、以及对照（CK）四个处理，测定0～600 cm土层硝酸盐、DOC、土壤有机碳（ Soil organic carbon，SOC）、含水率及反硝化微生物丰度等指标。研究表明：D和D+M处理下，0～400 cm土壤剖面硝酸盐消减比例达到50%左右，但单一的M处理消减效果不明显；D处理消耗的DOC与硝酸盐之间的C、N质量消耗比例约为5：1，D+M处理的C、N质量消耗比例约为4.35：1；D和D+M处理均增加了0～600 cm土层nirS、nirK和nosZ反硝化基因拷贝数，并提高了DOC、SOC和反硝化微生物对硝酸盐消减的贡献率。总体而言，D+M处理消减硝酸盐效果最好，可作为黄土区果园深层土壤硝酸盐治理的可行措施。

关键词：黄土高原;溶解性有机碳;硝态氮;反硝化功能基因;苜蓿

基金资助：国家重点研发计划项目（2021YFD1900700）和国家自然科学基金项目（42125705）资助