施肥對(duì)黑土有機(jī)碳組分及碳收支的影響.pdf

1、土壤有機(jī)碳能夠調(diào)節(jié)土壤理化及生物學(xué)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(guān)系。土壤有機(jī)碳的排放,與全球碳循環(huán)緊密相連。可見,土壤有機(jī)碳的動(dòng)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(duì)土壤有機(jī)碳開展研究能夠幫助我們正確評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量狀況和全球的碳循環(huán),預(yù)測(cè)土壤演變趨勢(shì)及其引起的氣候變化,從而指引我們合理調(diào)控有機(jī)碳并積極地制定應(yīng)對(duì)氣候變化的策略。
　　 本試驗(yàn)以中國(guó)科學(xué)院海倫農(nóng)田生態(tài)系

2、統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站的長(zhǎng)期定位試驗(yàn)為平臺(tái),在玉米生長(zhǎng)條件下,研究土壤有機(jī)碳的變化,得到以下主要結(jié)論:
　　 1)各施肥處理的土壤呼吸速率變化趨勢(shì)較為一致,為不對(duì)稱單峰型曲線,變化范圍是43.86～359.32mgCO2-Cm-2h-1?；视袡C(jī)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(yàn)中Q10的值在1.06～2.67之間,對(duì)照處理(CK)Q10最大,表明施肥降低了土壤呼吸對(duì)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(guān)系時(shí),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(duì)土壤呼吸的影響。
　　 2)氮肥對(duì)土壤有機(jī)碳和全氮含量有增加作用,但不如NPKOM效果明顯。土壤有機(jī)碳和土壤全氮呈顯著正相關(guān)。土壤中各組分有

4、機(jī)碳含量的變化趨勢(shì)為:重組＞游離態(tài)輕組＞閉蓄態(tài)輕組,三者之間差異達(dá)極顯著水平(p＜0.01),重組有機(jī)碳的含量最大值為23.72gkg-1,而閉蓄態(tài)輕組有機(jī)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(jī)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(jī)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(shì)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?jī)H為103.6gkg-1,與CK處理比較而言,NPKOM處理的增幅最大,達(dá)到了108,02％,差異顯著(p＜0.05)。有機(jī)肥和氮肥的施用能提高微生物熵,其中,有機(jī)肥的效果更加明顯。水溶性有機(jī)碳與微生物

6、量碳的變化趨勢(shì)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(huì)減少水溶性有機(jī)碳的含量。施用有機(jī)肥的土壤水溶性有機(jī)碳的含量最大,為81.84mgkg-1。微生物量碳和水溶性有機(jī)碳都與土壤呼吸有良好的相關(guān)性。
　　 4)不同施肥處理下,地下生物量的變化趨勢(shì)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(jī)肥在玉米地下根系的生長(zhǎng)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(jī)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(jì)系數(shù)高于其它處理,CK處理的經(jīng)濟(jì)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(duì)環(huán)境影響較大。
　　 5)土壤有機(jī)碳的收支變化趨勢(shì)為:NPKOM＞NPK＞NP＞NK＞O＞CK＞PK。NPKOM

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