不同pH条件下腐植酸对土壤中砷形态转化的影响

为了探索在不同pH条件下腐植酸对土壤中砷形态转化及生物毒性的影响,应用油菜盆栽试验,检测砷加入土壤后15 d、45 d、90d土壤中AE-As(水溶态、可交换态和碳酸盐结合态)Fe,Mn-As(铁/锰氧化物结合态),O,S-As(有机物及硫化物结合态),Res-As(残渣态)的含量及油菜生物量.结果表明,外源水溶态砷加入土壤后均迅速向相对稳定的形态转化,15 d时A3H1(pH9.5,腐殖酸用量为0g/kg)和A3H4(pH9.5,腐殖酸用量20 g/kg)处理的AE-As含量分别为13.40 mg/kg、9.23 mg/kg,转化率分别为78.7％、82.51％;在90 d时,A3H4处理的AE-As、Fe,Mn-As含量分别为6.28 mg/kg、1.23 mg/kg,仅为处理A3H1处理的53.9％和10.7％,O,S-As、Res-As含量分别为20.24 mg/kg、41.21 mg/kg,是处理A3H1的165％和127％.说明腐植酸更有利于土壤中AE-As向其他相对稳定的形态转化,主要体现在O,S-As的增加,腐植酸对碱性土壤中砷向较稳定形态转化的促进作用更加显著,而且与腐植酸的施用量呈正相关.外源砷在碱性条件下对植物的毒害更大,腐植酸用量在10 g/kg土时就可以有效降低砷的毒害.     

蘑菇渣和鸡粪对土壤外源铜形态变化的影响

采用室内模拟培养的试验方法,研究添加不同用量(2%,4%和6%)蘑菇渣和鸡粪分解对土壤外源铜形态变化的影响.结果表明:与对照(不添加有机物料处理)相比,蘑菇渣和鸡粪两处理均降低了松结合态铜的百分含量,降低幅度为6%处理4%处理2%处理,蘑菇渣处理的降低幅度大于鸡粪处理.在培养过程中,添加蘑菇渣和鸡粪的处理土壤松结合态铜百分含量呈现下降-上升-下降的趋势.蘑菇渣和鸡粪两处理均增加了可交换态铜和铁锰氧化物结合态铜的百分含量,对可交换态铜的提高作用显著(P<0.01).提高幅度为4%处理2%处理6%处理.对铁锰氧化物结合态铜的提高幅度为4%处理6%处理2%处理,鸡粪处理提高幅度大于蘑菇渣处理;蘑菇渣处理和鸡粪处理显著降低了碳酸盐结合态铜的百分含量(P<0.01).降低幅度6 0A处理4%处理2%处理,蘑菇渣处理降低幅度大于鸡粪处理,碳酸盐结合态铜的降低,是松结合态铜含量降低的主要原因.蘑菇渣和鸡粪两处理显著增加了有机结合态铜百分含量(P<0.01),增加幅度为6%处理4%处理2%处理,蘑菇渣处理的增加幅度要大于鸡粪处理.     

泥炭对菜心-土壤系统中重金属生物有效性的效应研究

以菜心为研究对象,利用盆栽试验,观测在重金属Cu（200 mg/kg）、Cr（300 mg/kg）、Pb（1000 mg/kg）污染的土壤上添加不同用量的泥炭（0%、0.5%、1%、2%、4%、5%）对重金属生物有效性及其土壤形态分布的影响。结果表明,随着泥炭施用量的增加,菜心采收时土壤重金属的形态分布发生了改变,DTPA交换态的重金属明显减少,有机结合态重金属明显增加,菜心根、茎、叶重金属含量显著降低;从总体趋势来看产量有所提高,只是在5%或4%的泥炭施用水平下产量略有下降。说明在0%～5%范围内的泥炭施用量能降低铜、铬、铅重金属污染土壤的生物有效性,0%～3%范围内的泥炭施用量能提高菜心产量。     

长期施用有机肥对紫色水稻土铁锰铜锌形态的影响

以长期定位试验为基本材料 ,研究了 9年连续施用有机肥对紫色水稻土铁、锰、铜、锌形态的影响。结果表明 ,有机肥是土壤铁、锰、铜、锌的良好给源。紫色水稻土长期施用有机肥与单施化肥比较 ,土壤中的全铁、全锰变化不大 ,全锌提高了 5.5%～ 30.0% ,交换态铁、碳酸盐结合态铁、有机态铁、无定形结合态铁分别提高了1.5%～12.7%、2.4%～8.9%、11.6%～19.5%、32.5%～72.5%。锰、锌的各形态数量均有不同程度的增加。同时 ,长期施用有机肥增大了土壤铜的消耗 ,全铜含量有下降的趋势。     

黑土颗粒有机碳和氮含量对有机肥剂量响应的定量关系

黑土是一种非常重要的耕种土壤,但是由于过度地开发利用和水土流失导致土壤有机质含量迅速下降,严重影响了耕地生产力和作物产量。为了能够快速恢复黑土肥力,利用海伦国家野外科学观测研究站内的长期定位试验,定量分析了黑土颗粒有机碳和氮含量对有机肥剂量的响应。田间试验开始于2001年,设置了4个施肥处理,分别为:1单施化肥(OM0);2低剂量有机肥与化肥配施(OM1);3中剂量有机肥与化肥配施(OM2);4高剂量有机肥与化肥配施(OM3)。在2011年播种前,采集各处理0~20 cm耕层土壤样品。应用有机碳物理分组方法,测定分析了土壤有机碳、氮及各组分的含量。研究结果表明长期不同剂量有机肥输入能够显著增加黑土总有机碳和全氮含量(P0.05),每增施1 t有机肥,土壤有机碳含量增加0.186 kg,土壤全氮含量增加0.02 kg,表明增加有机肥投入量是提高黑土有机碳含量的有效措施。有机肥的施用增加了土壤中粗颗粒和细颗粒组分,不同剂量有机肥处理表现为OM3OM2OM1OM0,而减小了土壤中矿质结合态组分的含量;随着有机肥施入量的增加,粗颗粒和细颗粒土壤有机碳和氮的含量呈增加的趋势,而矿质结合态中的有机碳含量则略有下降,表明粗颗粒和细颗粒有机碳和氮是黑土有机碳和氮的主要储存库,有机无机配施对土壤有机碳、氮的提升作用主要集中于对活性组分颗粒有机质的形成和积累。与OM0处理相比,有机肥的施入显著降低了颗粒有机质和矿质结合态有机质的C/N,并且随着有机肥施入量的增加而逐渐降低。与单施化肥相比,化肥有机肥配施能够显著增加土壤的总有机碳,全氮,颗粒有机碳、氮含量,其中以化肥配施高剂量有机肥效果最佳,有利于黑土土壤肥力的快速提升,改善黑土的土壤质量。     

土壤外源铜形态的动态变化：5年定位试验

土壤铜污染的危害性不仅取决于总量,还与其在土壤中的形态有关。选用未受污染的粘质壤土,设置对照（32mg·kg-1）、200、400mg·kg-1铜处理模拟土壤铜污染,进行持续5年（2006—2010年）的稻/麦轮作土培试验。参照Tessier的方法测定小麦和水稻成熟期土壤中不同形态铜含量,研究耕作层土壤中各种形态铜含量的动态变化。结果表明：（1）试验期内清洁土壤中总铜以及可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态、残渣态铜含量变化均很小,铜处理使上述参数均大幅增加。（2）污染土壤各形态铜含量随时间推移而变化,其中可交换态浓度持续下降最为显著,5年分别累计下降66%（200mg·kg-1）、67%（400mg·kg-1）。（3）土壤处于旱作条件有利于碳酸盐结合态和有机物结合态铜向铁锰氧化物结合态转化,淹水条件下转化方向相反。（4）铜处理改变了土壤中铜元素的形态分布,清洁土壤主要以残渣态存在（平均占57%）,污染土壤中碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态铜所占的比例明显增加（合计平均占58%）。本研究表明,外源铜进入土壤后,易被植物吸收利用的可交换态浓度持续大幅降低,其他形态则因不同年度和不同耕作方式而相互转化。     

不同种类有机肥对土壤铅、铜形态转化的影响

为研究不同种类来源商品有机肥对海南砖红壤中铅、铜形态转化的影响,将海藻、羊粪、鸡粪、氨基酸、豆粕和烟叶为原料的商品有机肥添加到铅、铜单一和复合污染土壤中,经老化培养后,采用EDTA提取法和Tessier连续提取法测定了各类有机肥施用下土壤中不同形态铅、铜含量。结果表明:与不施用有机肥处理组相比,施用有机肥能够降低土壤中EDTA提取态铅、铜的含量,降低幅度分别为3.73%～24.19%和8.88%～72.64%;添加有机肥使土壤中的残渣态铅、铜含量分别增加了1.03～4.28倍和1.02～1.48倍,有机结合态铅、铜含量分别增加了1.33～8.81倍和1.39～4.92倍,碳酸盐结合态铅、铜含量分别减少了21.06%～55.51%和14.39%～45.16%。不同种类有机肥对单一和复合污染土壤中铅、铜形态转化特征存在差异,对于铅形态转化效果而言,单一和复合污染条件下先后顺序分别为:海藻鸡粪氨基酸豆粕烟叶羊粪,海藻豆粕氨基酸鸡粪羊粪烟叶;对于铜形态转化效果而言,单一和复合污染条件下先后顺序分别为:豆粕海藻氨基酸=烟叶鸡粪羊粪,豆粕氨基酸海藻鸡粪烟叶羊粪。综合而言,有机肥对单一污染土壤中重金属铅、铜的钝化效果优于复合污染土壤,不同种类有机肥的铅、铜形态转化效果不同。     

不同阴离子形态锌肥对水稻营养及土壤锌形态的影响

盆栽试验研究3种阴离子形态Zn肥对水稻生长发育、养分吸收及土壤Zn形态的影响。结果表明,NO3-或NO3-与SO42-配合较SO42-、Cl-有利于提高水稻产量。供试土壤各形态Zn含量以交换态(Ex-Zn)和有机结合态(OM-Zn)最低,其次为碳酸盐结合态(CAB-Zn),再次为晶体氧化铁结合态(COFe-Zn)、无定型氧化铁结合态(AOFe-Zn)及氧化锰结合态(OMn-Zn),其中Ex-Zn、OM-Zn及OMn-Zn 3形态Zn之和(即土壤有效锌)为9.2mg/kg,占全Zn量的9.6%;土壤矿物态锌是土壤Zn素的主要组分,含量为69.3mg/kg,占全Zn量的72.0%。植稻提高了土壤CAB-Zn、AOFe-Zn、OMn-Zn含量,土壤各形态Zn仍以Ex-Zn、OM-Zn最低,其次为COFe-Zn,再次为CAB-Zn、AOFe-Zn及OMn-Zn含量,Ex-Zn、OM-Zn及OMn-Zn 3形态Zn之和为10.5mg/kg,占全Zn量的11.2%。土壤矿物态锌仍是土壤Zn素的主要组分,但含量及占全Zn量的比例较种植前分别减少4.2mg/kg和2.7%。水稻施Zn提高了植株吸Zn量和土壤全Zn量及OMn-Zn、COFe-Zn含量,土壤有效锌(Ex-Zn、OM-Zn及OMn-Zn 3形态之和)含量较对照增加12.7%~103.8%。     

长期施肥下潮土速效钾含量与钾素投入水平关系

以郑州潮土肥力与肥料效益长期试验为基础,分析了长期施肥条件下土壤速效钾含量演变特征及其与钾素投入量的关系。结果表明,在不施钾肥条件下,土壤速效钾含量先逐年下降,810年后稳定在60 mg/kg左右; 施用钾肥和有机肥均可以显著提高土壤速效钾含量; 土壤速效钾含量与钾素投入量之间具有显著的正相关关系。单施化肥的NPK处理每投入钾1 kg/hm2,土壤速效钾含量增加0.007 mg/kg; 而化肥配施有机肥或玉米秸秆处理每投入钾1 kg/hm2,土壤速效钾含量分别增加0.025和0.014 mg/kg。从提升土壤钾素供应能力的角度而言,化肥配合施用有机肥或秸秆还田是值得推广的培肥措施。     

长期施肥下红壤旱地的固碳效率

红壤旱地的有机碳含量普遍较低,通过外源添加有机肥是增加土壤有机碳含量的重要手段。本研究以红壤旱地长期肥料试验为基础,研究了不同施肥处理的土壤有机碳含量和储量的变化规律,并进一步探讨碳投入与玉米产量及土壤碳储量的量化关系。结果表明:施用有机肥可以大幅提升红壤旱地的有机碳含量,氮磷钾+有机肥(NPKM)和有机肥(OM)处理在27年间的增加速率分别为0.08 g/(kg·a)和0.06 g/(kg·a),有机碳储量的增加速率分别为0.24t/(hm~2·a)和0.16 t/(hm~2·a);与不施肥(CK)处理相比,NPKM和OM处理的土壤有机碳含量分别增加了51.5%和42.0%,有机碳储量则分别增加57.1%和45.7%。进一步分析表明,有机碳投入量与土壤有机碳储量变化速率之间存在显著的正相关关系(R~2=0.971 5,P0.001),且线性拟合方程(y=–0.158+0.086x)表明,双季玉米种植下红壤旱地的固碳效率为8.6%,当有机碳投入量为1.84 t/(hm~2·a)时,红壤旱地的有机碳储量保持平衡。因此,施用有机肥是提高红壤旱地有机碳储量的有效途径,固碳效率和土壤有机碳平衡点则可以有效指导红壤旱地有机肥的管理措施。     

长期施肥土壤不同粒径颗粒的固碳效率

【目的】探讨不同施肥措施土壤有机碳在不同粒级颗粒中的分配及变化情况,可揭示各级颗粒中有机碳与外源有机碳输入之间的定量关系。【方法】依托南方红壤连续20年长期定位施肥试验,依据外源有机碳累积输入梯度选择不施肥(CK)、氮磷钾化肥配施(NPK)、氮磷钾化肥与秸秆配施(NPKS)、轮作条件下氮磷钾化肥与有机肥配施(NPKMR)、氮磷钾化肥与有机肥配施(NPKM)、单施有机肥(M)、增量氮磷钾化肥与增量有机肥配施(1.5NPKM)7个处理,并采用物理分组方法将土壤颗粒分为砂粒(53~2000μm)、粗粉粒(5~53μm)、细粉粒(2~5μm)和粘粒(2μm)4个组分。【结果】与不施肥相比,长期施肥均能显著增加土壤总有机碳及各级颗粒中的有机碳的储量,其中以施用有机肥的效果最明显。不同施肥处理各级颗粒中以粘粒的有机碳储量最高,平均为16.26 t/hm~2。施用有机肥和秸秆还田均能显著增加砂粒中有机碳的分配比例,降低粘粒有机碳的分配比例而对粗粉粒和细粉粒无显著影响。土壤砂粒所占的质量百分比及其与粗粉粒、细粉粒和粘粒的比值均与粗粉粒、细粉粒和粘粒组分中有机碳的浓度呈显著正相关关系表明小颗粒(粗粉粒、细粉粒和粘粒)中有机碳的固持和富集促进了大颗粒(砂粒)的形成与稳定。各级颗粒之间,施用有机肥处理的土壤粘粒组分的固碳速率最快,为0.29~0.52 t/(hm~2·a),其次为砂粒[0.30~0.40 t/(hm~2·a)]而粗粉粒和细粉粒的固碳速率基本相当为0.09~0.16t/(hm~2·a)。分析结果还表明土壤总有机碳及各级颗粒有机碳与外源有机碳的输入呈显著正线性相关关系,其中土壤总固碳效率为10.57%而各级颗粒之间,粘粒和砂粒组分的固碳效率(4.25%和3.60%)相当于粗粉粒和细粉粒(1.73%和1.00%)的2倍以上。【结论】南方红壤各级颗粒中有机碳均没有出现饱和现象,有机碳主要在土壤粘粒和砂粒组分中富集,细颗粒中有机碳的富集会促进大粒径土壤颗粒的形成而粘粒是土壤固碳效率最重要的矿物颗粒组成部分。表明长期配施有机肥不仅是红壤有机质提升的重要措施,也是改善红壤结构的重要途径。     

Effects of Long-Term Inorganic and Organic Fertilization on Soil Micronutrient Status

Soil micronutrients were studied on loess soil with an 18-year long-term experiment. The results indicated that total soil iron and copper contents were similar under all treatments, but total soil manganese and zinc contents were significantly greater at the surface soil in the fertilized plots than in the controls, and total manganese contents were significantly greater in the whole soil profile under manure plus inorganic fertilizers than under controls. Generally, application of inorganic fertilizers had no effects on available soil micronutrient contents. The straw plus inorganic fertilizers significantly increased available manganese content at surface soil and available iron in subsurface soils. However, manure plus inorganic fertilizers significantly augmented soil-available iron contents throughout the profile, and raised available manganese, copper, and zinc contents, respectively, at surface soil relative to controls. The results suggest that long-term input of organic amendments alter the properties of soil and increase its plant-available micronutrient contents.     

有机物质种类对污染土壤铜形态及活性的影响

本文试验研究了几种有机物质对冶炼厂附近污染土壤中铜形态及其活性的影响 .结果表明 ,有机物质添加后对土壤铜化学形态与活性的影响进程较为迅速 ,半个月内就有明显的表现 :不同类型有机物质都对土壤铜的化学活性有控制作用 ,但控制效果因有机物质种类而异 ,且与有机物质在土壤中腐解转化有关 .     

施用猪粪对不同类型土壤中铜的赋存形态及小白菜吸收铜的影响

  目的  探讨猪粪中铜（Cu）的输入对土壤中Cu的赋存和生物有效性的影响。  方法  将1%和3%的腐熟猪粪（干猪粪∶秸秆 = 10∶1）添加到黄褐土、红壤、黑土、褐土中,分别老化0、1、2、3、5个月后,进行小白菜盆栽实验。  结果  与对照相比,施用猪粪使黄褐土、红壤、黑土和褐土土壤铜（Cu）全量分别显著增加了20.23% ~ 50.43%、79.87% ~ 142.6%、52.41% ~ 76.43%和41.14% ~ 92.24%。四种土壤中水溶态（F1）、碳酸盐结合态（F3）Cu占比均增加,施用3%猪粪的红壤未老化处理中F1-Cu和黄褐土未老化处理中F3-Cu增幅最大,分别达4.55%和16.47%。土壤铁锰氧化态（F5）、有机结合态（F6）Cu占比增加,残渣态（F7）占比降低。土壤有效态Cu的占比与猪粪老化时间呈显著负相关,3%猪粪老化5个月处理的黄褐土、黑土和褐土土壤有效态Cu占比分别降低12.85%、4.11%和3.68%,而红壤有效态Cu占比随老化时间变化不显著。在黄褐土中,腐殖酸结合态（F4）Cu的占比随猪粪老化时间的延长逐渐增加。施用猪粪显著增加小白菜对Cu的吸收,其中红壤的增幅最大,根系与地上部Cu含量分别显著提高244.5%和381.7%,地上部Cu含量为国家食品中污染物限量标准的1.44 ~ 2.56倍。逐步回归分析方程表明小白菜根系Cu的含量与土壤pH、粘粒及腐殖酸结合态（F4）含量呈显著负相关,与猪粪Cu输入量、土壤可溶性有机质含量呈显著正相关。  结论  猪粪的Cu输入显著提高土壤和小白菜的Cu 含量。土壤Cu的生物有效性不仅受土壤性质的影响,猪粪本身及在土壤中分解产生的腐殖酸和水溶性有机质对Cu的有效性也有较大的影响。通过比较不同的土壤类型,施用含Cu猪粪在红壤－作物系统中存在相对较高的重金属污染风险。     

不同有机厩肥输入量对土壤团聚体有机碳组分的影响

土壤是重要的有机碳库,其微小变化可能引起大气CO2浓度水平的较大变异。土壤团聚体对土壤有机碳具有物理保护作用。有机厩肥的输入既可以提高土壤有机碳含量,又可以促进土壤团聚体的形成,对土壤有机碳的截获和保持有重要意义。本实验采用湿筛的方法分离土壤团聚体,并对团聚体进行有机碳组分分离。通过对连续8年施加不同量有机厩肥试验的研究发现:适量的有机厩肥施用可以显著地提高土壤的平均质量直径(MWD),改善土壤结构;过量施用有机厩肥则明显降低了>2 000μm团聚体含量。潮棕壤有机碳主要分布在250～53μm和2 000～250μm团聚体中,两者相加约占有机碳全量的73.7%～78.5%。并且随着有机碳输入量的增加,土壤有机碳主要贮存在2 000～250μm团聚体中。有机厩肥的施加明显地加快了>2 000μm团聚体的更新速率。土壤轻组分有机碳含量也随有机厩肥输入量的增加而不断增加,高量有机厩肥下占全量的22.1%。土壤固定有机碳的能力有限,存在明显的等级饱和现象。因此,在有机质匮乏的土壤施用有机肥意义重大,应尽量减少向高有机质土壤输入有机碳。     

不同种类有机肥施用对黑土团聚体有机碳及腐殖质组成的影响

以吉林省农业科学院黑土有机培肥定位试验基地为平台,研究了不同种类有机肥(堆腐肥、鸡粪、牛粪和猪粪)施用对土壤及不同粒级团聚体中有机碳和腐殖质组成的影响。结果表明:与不施肥(CK)和单施化肥(NPK)相比,有机肥配施化肥显著(P0.05)增加了土壤有机碳、胡敏酸碳(HAC)和胡敏素碳(HUC)含量;同时,有机肥配施化肥也增加了不同粒级团聚体中有机碳和腐殖质碳含量,其中施用堆腐肥显著增加了各粒级团聚体中有机碳、HAC和HUC含量。不同种类有机肥相比,施用堆腐肥处理的土壤有机碳、HAC和HUC含量均高于其他有机肥处理,并与牛粪处理之间差异显著;施用堆腐肥和牛粪后,0.25mm粒级团聚体有机碳含量高于其他有机肥处理,且2~0.25mm粒级团聚体有机碳含量显著高于鸡粪处理;从不同粒级团聚体中腐殖质组分的分布来看,施用堆腐肥后,2~0.25mm粒级团聚体中HAC和HUC含量显著高于猪粪处理,而0.25~0.053,0.053mm粒级团聚体中HAC含量显著低于鸡粪处理。上述结果说明,有机肥配施化肥提高了土壤团聚体中有机碳和腐殖质碳含量,但不同有机肥的效应不同。     

有机肥对棕壤不同粒级有机碳和氮的影响

采集棕壤长期肥料定位试验站不施肥和施用不同用量有机肥的土壤,通过超声波分散—离心分离得到细黏粒(<0.2μm)、粗黏粒(0.2～2μm)、粉粒(2～53μm)、细砂粒(53～250μm)和粗砂粒(250～2000μm)5个颗粒级别后,分析全土及不同粒级中土壤有机碳和氮并进行含量与分布的比较。结果表明,有机质主要分布于黏粒级中,其含量占全土有机碳的42.8%、全氮的58.3%,碳氮比随着粒级的增加而逐渐增大,表明氮易于在小粒级中富集。长期施用有机肥后,全土及各粒级有机碳和氮含量均有显著增加;砂粒级中有机碳和氮的富集系数升高,黏粒级中富集系数降低,粉粒级和砂粒级中的碳氮比降低。增加有机肥的用量加强了全土和各粒级对有机碳和氮的积累,同时加强了粉粒级和砂粒级碳氮比降低的程度。     

有机培肥显著提升矿区复垦土壤活性有机碳含量

  【目的】  土壤有机碳作为土壤肥力的核心，其不同组分间具有高度异质性。研究不同施肥措施对煤矿区复垦土壤有机碳及其各组分提升的差异特征，可为煤矿区土壤修复提供理论依据。  【方法】  田间试验在山西煤矿复垦区进行，复垦始于2014年，种植作物为大豆 (1年) 和玉米 (2年) 轮作，采样时 (2018年) 种植作物为玉米。试验共设5个处理分别为未复垦自然恢复 (ZH)、不施肥 (CK)、单施化肥 (NPK)、单施有机肥 (M) 和有机肥配施化肥 (MNPK)。使用物理?化学联合分组方法，将土壤有机碳分为游离活性、物理保护、化学保护和生物化学保护4个组分，分析了不同施肥处理下土壤各组分有机碳的含量，计算了各组分有机碳与总有机碳含量间的相关关系。  【结果】  相较于自然恢复处理，CK、NPK、M、MNPK处理中土壤总有机碳含量分别提高了11.8%、24.0%、49.3%和38.8%，有机肥处理又显著高于CK和NPK处理。M、MNPK处理下，游离活性有机碳含量分别为2.11 和1.68 g/kg，物理保护有机碳含量分别为0.70 和0.49 g/kg，均显著高于CK和NPK处理；化学保护和生物化学保护组分的有机碳含量在各处理间差异不显著。除了微团聚体内的轻组和粘、粉粒外，各组分质量比例在不同施肥处理间均存在显著差异，施用有机肥主要增加了大团聚体 (游离活性态和物理保护态) 的质量比例，改善了土壤结构。相关分析表明，游离态的粗颗粒和细颗粒有机碳及物理保护有机碳与总有机碳含量间呈现极显著正相关关系 (P < 0.01)，其中拟合方程的斜率表示组分碳含量随单位总有机碳含量增加而引起的变化值，最高的为游离粗颗粒有机碳组分，达到39.7%，游离细颗粒和物理保护有机碳组分的变化率分别为18.6%和21.7%；而化学保护粘、粉粒和生物化学保护粘粒组有机碳与总有机碳含量无显著相关性。  【结论】  施肥和轮作与自然恢复状态相比，短期可显著提高土壤有机碳含量，施用有机肥效果好于单施化肥。单施或者与NPK配合施有机肥主要促进了土壤大团聚体中游离活性态和物理保护态有机碳含量的提升，单施有机肥效果更佳。由于新增的土壤有机碳活性高，需要长时间持续投入才可能恢复土壤有机碳的稳定性。     

长期施肥对栗褐土有机碳含量及其组分的影响

【目的】作为土壤质量的重要指标,土壤有机碳及其组分在耕地生产力和作物产量方面发挥着重要作用。本文以25年长期定位施肥试验为依托,分析了不同施肥处理对栗褐土有机碳含量及其组分的影响,为调控农田土壤肥力及栗褐土有机碳库的管理提供科学依据。【方法】田间试验开始于1988年,设置8个施肥处理为不施肥(CK);单施氮肥(N);氮磷肥合施(NP);单施低量有机肥(M1);低量有机肥与氮肥合施(M1N);低量有机肥与氮磷肥合施(M1NP);高量有机肥与氮肥合施(M2N);高量有机肥与氮磷肥合施(M2NP)。于第25年玉米播种前,采集以上处理的耕层(0—20 cm)土壤样品。借助有机碳物理分组方法和化学分析方法,测定了土壤总有机碳和有机碳各组分的含量。【结果】长期施用不同肥料不同程度地提高了栗褐土总有机碳、游离态颗粒有机碳以及闭蓄态颗粒有机碳含量,其中有机肥与化肥配施尤其是高量有机肥与化肥配施的作用更加明显。与不施肥相比,高量有机肥与无机肥配施(M2N、M2NP)总有机碳含量增加了121.1%、166.8%,游离态颗粒有机碳增加了239.2%、359.2%,闭蓄态颗粒有机碳增加了288.4%、289.9%。单施氮肥(N)及有机肥与氮磷肥配施(M1NP、M2NP)可显著提高矿物结合态有机碳含量,增幅分别为27.8%、34.8%、33.3%。不施肥条件下,栗褐土有机碳中颗粒有机碳与矿物结合态有机碳所占的比例相当,长期施肥提高了颗粒有机碳特别是闭蓄态颗粒有机碳的比例,降低矿物结合态有机碳所占的比例,闭蓄态颗粒有机碳成为栗褐土有机碳的主要贮存库。相关分析表明,长期施肥条件下栗褐土游离态、闭蓄态颗粒有机碳含量之间及其与总有机碳含量之间均呈极显著正相关,矿物结合态有机碳含量与总有机碳及其他组分的有机碳之间均无明显相关。【结论】化肥、有机肥以及有机肥与化肥配施能够提高栗褐土游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳以及总有机碳含量。高量有机肥与化肥配施更有助于栗褐土游离态、闭蓄态颗粒有机碳的积累,有利于土壤养分有效性的提高和有机碳品质的改善。氮肥单施、有机肥与氮磷肥配施则是提高矿物结合态有机碳含量的有效措施。