施肥對黑土有機碳組分及碳收支的影響.pdf

1、土壤有機碳能夠調(diào)節(jié)土壤理化及生物學性狀,影響土壤肥力的保持與提高,與作物的產(chǎn)量與質(zhì)量有密切的關系。土壤有機碳的排放,與全球碳循環(huán)緊密相連?？梢?土壤有機碳的動態(tài)不但影響農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展,也影響到大氣圈和生物圈的可持續(xù)發(fā)展。對土壤有機碳開展研究能夠幫助我們正確評價土壤質(zhì)量狀況和全球的碳循環(huán),預測土壤演變趨勢及其引起的氣候變化,從而指引我們合理調(diào)控有機碳并積極地制定應對氣候變化的策略。
　　 本試驗以中國科學院海倫農(nóng)田生態(tài)系

2、統(tǒng)國家野外科學觀測研究站的長期定位試驗為平臺,在玉米生長條件下,研究土壤有機碳的變化,得到以下主要結論:
　　 1)各施肥處理的土壤呼吸速率變化趨勢較為一致,為不對稱單峰型曲線,變化范圍是43.86～359.32mgCO2-Cm-2h-1。化肥有機肥配施(NPKOM)處理的土壤呼吸速率以及累積呼吸量明顯大于其它施肥處理。均衡施用氮磷鉀處理(NPK)下的土壤呼吸速率、土壤累積呼吸量、土體累積呼吸量和根際累積呼吸量高于不均衡施用化肥

3、的處理。本試驗中Q10的值在1.06～2.67之間,對照處理(CK)Q10最大,表明施肥降低了土壤呼吸對溫度的敏感性。用二次方曲線來擬合土壤呼吸與土壤水分的關系時,R2里不施肥處理(CK)＞不均衡施肥處理(PK、NP、NK)＞均衡施肥處理(NPK、NPKOM),說明合理施肥可以緩解土壤水分對土壤呼吸的影響。
　　 2)氮肥對土壤有機碳和全氮含量有增加作用,但不如NPKOM效果明顯。土壤有機碳和土壤全氮呈顯著正相關。土壤中各組分有

4、機碳含量的變化趨勢為:重組＞游離態(tài)輕組＞閉蓄態(tài)輕組,三者之間差異達極顯著水平(p＜0.01),重組有機碳的含量最大值為23.72gkg-1,而閉蓄態(tài)輕組有機碳的平均值僅為0.69gkg-1;重組中全氮的含量顯著大于閉蓄態(tài)輕組和游離態(tài)輕組(p＜0.01),后兩者之間無明顯差異。不同組分中有機碳濃度和全氮濃度的變化規(guī)律一致,為:游離態(tài)輕組＞閉蓄態(tài)輕組＞重組。NPKOM處理的閉蓄態(tài)輕組和重組組分中的有機碳濃度和全氮濃度大于其它施肥處理。碳氮比

5、的變化趨勢為:游離態(tài)輕組＞閉蓄態(tài)輕組＞土壤＞重組,重組和土壤中,NPKOM處理的碳氮比最低,CK處理的碳氮比最大。
　　 3)不同施肥處理微生物量碳的變化規(guī)律為:NPKOM＞NPK＞NP＞PK＞NK＞CK。CK處理微生物量碳的含量僅為103.6gkg-1,與CK處理比較而言,NPKOM處理的增幅最大,達到了108,02％,差異顯著(p＜0.05)。有機肥和氮肥的施用能提高微生物熵,其中,有機肥的效果更加明顯。水溶性有機碳與微生物

6、量碳的變化趨勢相似,但PK處理大于其它施用化肥的處理,可見氮肥的施用會減少水溶性有機碳的含量。施用有機肥的土壤水溶性有機碳的含量最大,為81.84mgkg-1。微生物量碳和水溶性有機碳都與土壤呼吸有良好的相關性。
　　 4)不同施肥處理下,地下生物量的變化趨勢大致為:NPKOM＞NPK＞NP＞NK＞PK＞CK。地下生物量的變化為:NPKOM＞NPK＞NK＞NP＞CK＞PK,可見氮肥和有機肥在玉米地下根系的生長中有重要的作用.玉米

7、籽粒和秸稈生物量的變化都呈:有機肥與化肥配施＞施用氮肥＞不施用氮肥。NPKOM處理能夠顯著提高籽粒的產(chǎn)量,與其它處理的差異顯著(p＜0.05)。NPK和NPKOM處理的經(jīng)濟系數(shù)高于其它處理,CK處理的經(jīng)濟系數(shù)最低,僅為0.22。不均衡施用化肥的處理中,每獲取1kg籽粒向大氣中釋放的碳量要高于均衡施肥處理和不施肥處理,對環(huán)境影響較大。
　　 5)土壤有機碳的收支變化趨勢為:NPKOM＞NPK＞NP＞NK＞O＞CK＞PK。NPKOM

8、能夠顯著提高土壤有機碳的含量,有利于土壤有機碳的積累。NPK、NP和NK處理因有N肥的施入,對植物的生長有促進作用使得每年通過植物殘體輸入的碳量較大,因此土壤有機碳收支呈現(xiàn)增加趨勢。PK處理和CK處理長期不使用氮肥,使得土壤氮素含量下降,加速了有機碳的礦化,且生物量較小,還田的有機碳少,因此土壤有機碳收支都呈虧缺狀態(tài)。
　　 6)綜合土壤碳排放和生物量兩個因素之后,確定有機肥與化肥配施和均衡施用化肥能夠在保證經(jīng)濟產(chǎn)量的同時,還能