潮土有機碳庫及肥力特性對長期施肥的響應.pdf

1、農田土壤有機碳是衡量土壤肥力高低的重要指標之一，也是土壤碳庫中最活躍的部分。施肥是農田土壤有機碳庫及肥力質量變化特征的重要影響因素，長期施肥下土壤有機碳庫及肥力特性的變化研究對指導土壤可持續(xù)利用具有重要的科學意義。本文以潮土長期定位試驗為研究平臺，利用長期監(jiān)測、室內培養(yǎng)、模型擬合和相關分析等相結合的方法，通過研究連續(xù)35年不施肥（CK）、單施氮肥（N）、施氮磷肥（NP）、施氮磷鉀肥（NPK）、單施有機肥（M）、施氮肥和有機肥（MN），施

2、氮磷肥和有機肥（MNP），施氮磷鉀肥和有機肥（MNPK）等不同施肥潮土有機碳及其儲量的演變規(guī)律，探討長期不同施肥與有機碳儲量的關系，利用生物學分組法分析長期化肥或有機肥施用后土壤有機碳轉化及其組分的差異，揭示土壤有機碳與作物產量的關系，評價不同施肥下的培肥效果，以期為潮土地力提升、作物高產及農業(yè)固碳減排技術提供科學依據(jù)。主要研究結果與結論如下：
　?。?）施肥處理均能顯著提高潮土有機碳平均含量，以有機無機配施處理提高速率最為顯著。

3、連續(xù)施肥35年潮土有機碳儲量增加了5.3-14.8 t C·hm-2，有機無機配施處理有機碳儲量顯著高于單施有機肥和施用化肥處理，單施有機肥處理顯著高于施用化肥處理。當累積碳投入量大于83 t C·hm-2后，有機碳儲量隨外源有機碳投入量增加的幅度明顯減緩，土壤固碳速率出現(xiàn)“飽和曲線效應”。土壤有機碳儲量年均變化量與年均碳投入量符合線性正相關（y=0.0893x-0.0257 R2=0.9456，p<0.01），要想維持該試驗點初始有機

4、碳水平年均最小碳投入量為0.29 t C·hm-2。
　?。?）長期施肥（N處理除外）均可以顯著提高潮土有機碳礦化速率及累積礦化量，以有機無機配施增加幅度最大（2.6-3.1倍）。土壤有機碳礦化速率變化均符合對數(shù)函數(shù)關系，且相關系數(shù)均達到極顯著水平。采用三庫一級動力學模型擬合表明，施肥增加中等活性有機碳庫比例，降低惰性有機碳庫比例，與CK處理相比，有機無機配施處理中等活性有機碳庫含量增加幅度為12.0-12.5倍，遠高于施用化肥處

5、理（2.1-5.9倍）和單施有機肥處理（9.8倍）；施用有機肥處理明顯降低活性有機碳庫周轉時間。土壤有機碳各組分與碳投入量之間呈極顯著正相關，以中等活性有機碳相關性最高。
　　（3）施肥處理均極顯著提高小麥和玉米平均產量，以有機無機配施增產效果最佳。施肥處理（N處理除外）均顯著提高甘薯產量，以MNPK和NPK處理增幅最大，而MNPK和NPK處理間差異不顯著。作物產量的穩(wěn)定性和生產可持續(xù)性可分別用作物產量變異系數(shù)（CV）及可持續(xù)性產

6、量指數(shù)（SYI）表征，有機肥配施氮磷鉀肥的產量CV最低、SYI最高，土壤養(yǎng)分供應最為均衡，最有利于維持作物高產穩(wěn)產。
　?。?）土壤有機碳與作物產量狀況密切相關，土壤有機碳含量與小麥、玉米和甘薯產量呈顯著正相關，土壤活性、中等活性有機碳庫含量與小麥和甘薯產量均呈顯著正相關，土壤有機碳平均含量與小麥產量CV、SYI值相關性達到顯著相關。
　?。?）長期施肥對土壤肥力指標影響顯著，施用有機肥處理顯著降低土壤容重，而土壤孔隙度、有

7、機質、全氮、堿解氮、全磷、有效磷、微生物生物量、過氧化氫酶、脲酶、堿性磷酸酶活性均顯著增加。通過主成分分析可將原15個土壤指標降維，提取出2個主成分，反映了原信息量的85.51％。作為潮土肥力綜合評價指標，生物指標中微生物生物量和過氧化氫酶優(yōu)于脲酶、堿性磷酸酶和蔗糖酶；化學指標中土壤氮、磷元素和有機質起主導作用。采用主成分-聚類分析方法可將潮土肥力水平分為6個等級：一等為處理MNPK；二等為處理MNP；三等為處理M、MN；四等為處理NP