土壤水溶性有机氮(WSON)是指通过0.45 μm滤孔，且能溶解于水的，具有不同结构及分子质量大小的有机氮化合物。它是陆地生态系统中最活跃的氮素组分之一，一方面，WSON可以被植物和微生物直接吸收，从而对提高土壤生物学活性，改善土壤肥力具有重要意义(Nsholm et al., 1998；Barak et al., 1990)；另一方面，它可以随水流失，会造成环境污染(Perakis et al., 2002)。据资料表明，美国密西西河每年输入墨西哥海湾的可溶性有机氮(以N计)达39万t，占总输入氮量的约26%，显著高于悬浮态氮(Keeney，1997)。林地土壤水溶性有机氮在土壤氮库中占有更重要的地位，Kalbitz等(2000)研究认为，许多林地WSON的含量是NH₄⁺和NO₃^-的100多倍；Smith(1987)、Qualls等(1991)也证实了WSON可以占林地土壤溶液氮的90%以上。林地土壤中水溶性有机氮的消长反映了土壤有机氮库的稳定性，天然林砍伐后，土壤全氮含量下降，但WSON含量都明显升高(Currie et al., 1996；Quals et al., 2000)，说明森林砍伐后土壤净氮矿化作用加强，使更多有机氮转化为水溶态。土壤利用方式变化，特别是施用矿质氮肥后，WSON含量增加(MeDowell et al., 1998；Neff et al., 2001)，从而WSON进入土壤溶液，造成土壤氮素的淋失，而以往认为这种氮素淋失主要是矿质态氮(Perakis et al., 2002)。这些研究表明，WSON不仅具有营养学意义，更重要的它是可以用来表征土壤氮库稳定性的重要指标。

板栗(Castanea mollissima)是中国重要的经济林树种，仅浙江省板栗林面积就达7.80万hm²，占全省经济林面积的9.0%(浙江省林业局，2002)。随着产业结构调整，板栗林栽培集约化程度越来越高，为了获得高产高效，“高投入高产出”是板栗林的栽培技术，在高投入中，肥料特别是化肥的投入尤为突出。板栗林长年施用化肥和连年清理林下杂草和枯落物已严重影响土壤有机物质的稳定性(俞益武等，2003)。因此，开展合理施肥研究，探讨施肥对WSON含量的影响，从而寻找保持土壤氮库平衡的合理施肥方案，具有重要的意义。

试验地设在浙江省临安市三口镇葱坑村，该区属亚热带季风气候，地理坐标为30°14′ N，119°42′ E，年平均气温15.9 ℃，年降水量142 4 mm，无霜期236 d。试验地土壤为发育于砂页岩的红壤土类，黄红壤亚类，所选择的试验地板栗为10年生，板栗株行距为2 m×3 m，板栗平均胸径12.5 cm。2005年春选择好试验地，并进行小区规划。试验地土壤pH值5.02，有机质含量22.49 g·kg^-1，有效磷6.23 mg·kg^-1，速效钾174.63 mg·kg^-1。

2005年3月，在试验地板栗林中选择坡度基本一致(在18~22°之间)，坡向一致的栗林作为试验用林。试验设5个处理：处理1为施复合肥2 250 kg·hm^-2，复合肥M(N)：M(P₂O₅)：M(K₂O)=15:15:15，分2次施入；处理2为施复合肥5 500 kg·hm^-2，分2次施入；处理3为施复合肥1 125 kg·hm^-2、菜籽饼2 700 kg·hm^-2，分2次施入；处理4为施菜籽饼5 400 kg·hm^-2，分2次施入；对照(CK)为不施肥。每个处理从坡下向坡上延伸，面积控制为300 m²，3次重复，随机区组设计。2005年4月20日第1次施肥，其中处理1肥料用量按专家推荐(黎章矩等，1994)，2005年8月19日第2次施肥，肥料用料及类型与4月20日一致。每次施肥时进行翻耕，深度20 cm。

2005年11月15日，采用S型法多点采集每处理小区0~25 cm土层内土壤样品，并充分混匀，土壤鲜样带回室内过2 mm筛后分成2份，一份鲜样用作水溶性有机氮、水溶铵态氮和水溶硝态氮分析；另一份风干、去杂、过筛后供土壤水解氮和全氮分析。土壤水解氮，碱解扩散法；全氮，凯氏法(中国土中国土壤学会，2000)；土壤水溶性有机氮、水溶性铵态氮和水溶性硝态氮测定按如下方法：称鲜土20.00 g(同时测定土壤含水量)，水土质量比为2:1，用蒸馏水浸提，在25 ℃下振荡0.5 h，再在高速离心机中(8 000 r·min^-1)离心10 m in，后抽滤过0.45 μm滤膜，抽滤液一份(A)直接在岛津TOC-VcpH有机碳分析仪的TMN总氮单元上测定；同时另取1份(B)抽滤液用离子色谱法测定NH₄⁺和NO₃^-含量，A和B之差即为土壤水溶性有机氮含量。土壤水溶性铵态氮和水溶性硝态氮，用抽滤液直接在离子色谱上测定(Jiang et al., 2006)。

表 1列出了不同施肥处理土壤氮素的变化情况。表 1显示，本次试验地土壤水溶性有机氮含量达到了12.11 mg·kg^-1，并且施用不同肥料后含量均有一定程度的提高，4个施肥处理含量波动在21.41~80.85 mg·kg^-1之间。从表 3还可以看出，超量施用化肥和有机肥化肥配合施用均显著提高了土壤水溶性有机氮的含量，2种处理WSON含量分别是对照的6.68和2.94倍；超量施用化肥处理WSON含量又显著高于化肥有机肥配合施用处理；化肥常规施用和单施有机肥2种处理WSON含量，虽然数据高出对照，但与对照处理无显著差异。

表 1 不同施肥板栗林土壤氮素分析^① Tab.1 Analysis of N in the soils applied different fertilizers

表 1 不同施肥板栗林土壤氮素分析① Tab.1 Analysis of N in the soils applied different fertilizers

表 3 各种氮素形态间相关性分析^① Tab.3 Correlation analyses between WSON concentration and total N, hydrolyzed N, water soluble total N, water soluble NH₄⁺-N or water soluble NO₃^--N in the soils

表 3 各种氮素形态间相关性分析① Tab.3 Correlation analyses between WSON concentration and total N, hydrolyzed N, water soluble total N, water soluble NH4+-N or water soluble NO3--N in the soils

从表 2可以看出，不同施肥处理WSON占WSN的比例波动在66.82%~77.06%之间，平均为71.25%，所有施肥处理对WSON占水溶性总氮的比例均没有显著影响。WSON占全氮的比例波动在0.66%~5.76%之间，变动幅度较大，其中超量施用化肥处理WSON占了全氮的5.76%，比例很高，并且显著高于对照和其他3个施肥处理。WSON占水解氮的比例波动在9.34%~37.04%之间，平均为26.78%，比较不同处理发现，超量施用化肥处理比例最高，达到了37.04%，并显著高于其他处理；化肥常规施用和化肥有机肥配合施用处理又显著高于对照和单施有机肥处理，说明施用化肥和化肥有机肥配合施用均可以显著提高WSON占土壤水解氮的比例。

表 2 不同施肥处理土壤水溶性有机氮占水溶性总氮、全氮和水解氮的比例^① Tab.2 The ratio of WSON/water soluble total N, WSON/total N, and WSON/hydrolyzed in the soils applied different fertilizers    %

表 2 不同施肥处理土壤水溶性有机氮占水溶性总氮、全氮和水解氮的比例① Tab.2 The ratio of WSON/water soluble total N, WSON/total N, and WSON/hydrolyzed in the soils applied different fertilizers    %

相关分析表明(表 3)，WSON与土壤全氮、水解氮、水溶性总氮、水溶铵态氮和水溶硝态氮均有显著或极显著相关性，相关系数分别为0.565 1、0.918 6、0.998 6、0.993 9和0.540 1，其中与土壤水溶性总氮相关性最大。

王清奎等(2005)研究了杉木人工林WSON，发现含量变化在4.5~7.3 mg·kg^-1之间，Smolander等(2001)对天然林土壤研究发现，WSON也常在10 mg·kg^-1以下。而本研究的结果显示，当年未施肥板栗林WSON也达到12.11 mg·kg^-1，施用不同肥料后WSON含量更高，其中超量施用化肥处理含量最高，达到了80.85 mg·kg^-1，说明本研究结果的WSON含量比以往学者在其他林地上的研究要明显高，并且，本研究中的WSON占土壤全氮的比例达到了0.66%~5.76%，也远远超出了许多学者研究的结果(王清奎等，2005；Smolander et al., 2001)。本次研究的板栗林有10年的经营历史，10年中每年有翻耕除草，施用化肥等经营措施，这些措施在很大程度上加速了土壤有机碳、氮库的分解，从而形成了较多的水溶性简单有机氮化合物，使WSON明显增加，比例提高，这与Smolander等(2001)的研究结论是一致的，Smolander等比较研究了天然云杉林及其皆伐林地，发现云杉林皆伐后，WSON占土壤全氮比例从原来天然林的0.33%提高到了0.61%，增加近1倍。

本研究WSON占全氮比例虽然很高，但WSON占水溶性总氮的比例在66.82%~77.06%之间，与Perakis等(2001)在南美洲天然林区流域中研究发现的河水中水溶性氮70%是有机氮的结论十分吻合，说明虽然板栗林长期经营造成了土壤有机氮库矿化，但进入可溶性状况氮素中其有机和无机态的比例仍保持不变。

施用不同肥料对WSON影响的研究国内外已有报告。MeDowell等(1998)研究发现，施用化肥特别是氮肥后，土壤WSON含量明显增加；Neff等(2001)研究也得出了同样的结论。化学氮肥的施用在一定程度上改变了土壤氮碳比，加速了土壤有机氮矿化，从而形成较多小分子有机氮化合物，使WSON含量增加。本研究发现，常规施用化学肥料情况下，WSON与对照无显著差异，这可以认为板栗长期经营，常规施用一定数量的化学肥料已使土壤氮平衡趋于稳定，但当化肥施用量增加1倍时，WSON则显著增加，比对照不施肥区增加了5.86倍，WSON占全氮的比例也从对照的0.66%上升到5.76%，说明超量施用化肥严重破坏了氮库的平衡，使土壤有机氮库趋于耗竭，对林地质量的长期维持不利。本研究还发现，在常规化肥施用情况下，配施一定量数量有机肥，即化肥有机肥配合施用也增加了WSON的含量。化肥有机肥混合施用，一方面化学肥料满足了板栗生长；另一方面，施用的有机肥在腐解过程中释放出了低分子有机氮化合物，补充了WSON。本研究还显示，纯有机肥处理WSON含量显著低于化肥有机肥混合施用和超量施用化肥2个处理，WSON占全氮比例也显著低于超量施用化肥处理。单施有机肥处理由于没有化肥混入，板栗吸收的氮营养主要靠土壤残留氮和有机肥腐解释放出的氮素，因此虽然土壤补充了一定数量有机肥料，但这些肥料腐解中释放出的WSON很少会在土壤中积累，而是较多地矿化成无机态氮以供应植物的生长需要，结果是WSON含量不高。

值得指出的是，在本施肥试验下，不同处理土壤全氮含量虽然在数值上存在一定差异，表现为单施化肥后土壤全氮有减少趋势，单施有机肥后，土壤全氮含量有一定提高，但不同处理间均无显著差异，说明在林地施肥试验中，1年的施肥试验不会造成土壤全氮含量的显著变化。但从变化趋势看，长期施用化肥特别是超量施用化肥会使土壤全氮减少，使土壤氮库变小，破坏土壤的氮平衡，从而使林地质量下降。

李淑芬等(2003)的研究表明，土壤中可溶性有机物与土壤全氮、水解氮等其他氮形态呈显著相关。姜培坤等(2005)在雷竹(phyllostachys praecox)土壤的研究也表明土壤水溶性有机物与土壤全氮、水解氮及其他养分指标呈显著或极显著相关。王清奎等(2005)的研究则进一步阐明了WSON与土壤全氮、水解氮及铵态氮的显著相关性。本研究结果显示，土壤水溶性有机氮与土壤水解氮、水溶性总氮和水溶性铵态氮有极显著相关，与土壤全氮和土壤水溶性硝态氮有显著相关。WSON与土壤其他氮形态有显著相关性，说明了WSON作为养分指标的可行性，本研究的结果佐证了Mengel等(1999)提出的WSON营养学意义的结论。因此，WSON一方面是土壤氮库稳定性的重要指标；另一方面也可表征土壤氮营养的供应水平。

集约经营10年的板栗林WSON有了明显提高，WSON占土壤全氮的比例也明显高于天然林分。板栗林施用化肥特别是超量施用显著增加了WSON的含量，同时也提高了WSON占土壤全氮的比例，长期超量施用化肥有可能造成土壤氮库的耗竭，影响土壤氮库平衡。比较不同施肥处理，化肥有机肥配合施用对提高土壤供氮潜力和维持土壤氮平衡有利。WSON与土壤全氮、水解氮、水溶性总氮、水溶性铵态氮和水溶性硝态氮有显著或极显著相关性，说明了WSON可以作为土壤供氮水平的指标之一。