红壤长期肥料定位试验中土壤磷素肥力的演变

研究了长期施肥对土壤全磷、有效磷年份变化和剖面磷组分、土壤对磷吸附解吸性能、土壤需磷指数等方面的影响。结果表明:长期施用化学磷肥和化肥加有机肥,均可提高土壤全磷、有效磷数量。施用有机肥料(M)和有机肥料加化学肥料处理(NPKM),土壤中的磷组分变化以Ca-P和Al-P积累为主要表现形式,化学磷肥能够提高土壤的全磷含量,其无机磷组分变化以Al-P增幅为最大,在所有处理中均表现为土壤O-P相对稳定。随着施肥时间延长,土壤磷组分以有效性较高Ca-P和Al-P增加为特征。施肥对土壤的耕层磷组分影响最为显著,对深层土壤影响相对为弱,长期施用磷肥和有机肥料促使磷的下移,增加深层磷的含量。施用有机肥料(M)和有机肥料加化学肥料处理(NPKM)土壤,对外源磷的吸附强度明显小于施用化学肥料(N,NPK,NPKS)和不施用肥料处理(CK),有机肥料能够显著提高吸附磷的再利用,其中有机肥料加化学肥料处理(NPKM)中解吸磷可占吸附磷的47.72%,单施有机肥处理(M)占42.89%,而施用化学肥料(N,NPK,NPKS)和不施用肥料(CK)中解吸磷数量占吸附磷数量一般小于8%。有机肥料加化学肥料处理(NPKM)和单施有机肥处理(M)的PFI显著低于施用化学肥料(N,NPK,NPKS)和不施用肥料对照处理(CK)。     

长期不同施肥下南方黄泥田有效磷对磷盈亏的响应特征

【目的】黄泥田为南方主要中低产田类型之一。通过研究长期施肥条件下南方黄泥田土壤磷素累积盈亏与有效磷的关系,为黄泥田科学施用磷肥提供理论依据。【方法】基于连续33年水稻长期定位试验,研究了不施肥 (CK)、单施化肥 (NPK)、化肥配施牛粪 (NPKM)、化肥配施秸秆 (NPKS) 四个处理土壤有效磷的变化规律及土壤磷累积盈亏状况,计算有效磷–磷盈亏响应系数。【结果】各施肥处理双季稻年份 (1983～2004年) 土壤有效磷与全磷含量呈年际上升趋势,以NPKM增幅最为明显,改为单季稻后 (2005～2015年) 则呈下降趋势,也以NPKM降幅最为明显。试验至2015年,NPK、NPKS处理有效磷含量分别为9.7 mg/kg、8.7 mg/kg,较试验初期分别下降8.3 mg/kg、9.3 mg/kg,NPKM处理与试验初期持平。CK、NPK、NPKM、NPKS处理的磷素活化系数 (PAC) 总体呈年际下降趋势,其多年平均磷素活化系数值 (PAC) 分别为2.9%、3.5%、4.7%、4.1%,其中NPKM与NPKS处理显著高于NPK与CK处理。除双季稻NPKS处理外,不同施肥模式下双季稻与单季稻年份的土壤有效磷增减与土壤累积磷盈亏均呈显著正相关,其中双季稻年份土壤磷素 (P) 每盈余100 kg/hm2,NPK、NPKM处理有效磷分别增加4.5 mg/kg与11.2 mg/kg,而单季稻年份土壤磷素每亏缺100 kg/hm2,NPK、NPKM、NPKS处理有效磷分别减少14.6 mg/kg、23.9 mg/kg、25.9 mg/kg。双季稻磷肥年施用量 (P) 为26.2 kg/hm2时,土壤磷素呈盈亏持平状态。【结论】有机无机肥配施比单施化肥能够显著提高黄泥田土壤有效磷、全磷含量和磷素活化系数,有效磷含量与磷素累积盈亏密切相关,等磷素盈亏量下,有机无机肥配施的有效磷响应系数要高于单施化肥,而磷累积亏缺下,有效磷降幅响应比磷累积盈余下有效磷增幅响应大。     

施肥对采煤塌陷区复垦土壤理化性质和磷分级的影响

以山西省晋城市采煤塌陷区复垦土壤为研究对象,连续3年定位施肥研究施用有机肥(M)、无机肥(NPK)、有机肥+无机肥(NPK+M)对土壤理化性状、土壤磷分级的影响。结果表明:试验结束后,不同施肥处理土壤的pH、容重、全氮、全磷含量差异均不显著;单施有机肥处理的有机质含量显著高于单施化肥处理;有机肥+无机肥处理土壤速效磷含量高于其余处理,但处理间差异不显著。有机肥+无机肥处理能够明显提高土壤无机磷组分Ca_8-P含量;不同施肥处理均显著提高了Fe-P,处理间差异不显著;各处理的O-P、Ca_(10)-P增幅不明显;对照处理的不同无机磷组分含量总体保持下降趋势,其中Ca_8-P、Fe-P降幅较为明显。有机肥处理对活性、中活性组分,有机肥+无机肥处理对活性、中稳性有机磷效果明显,无机肥对有机磷组分效果不显著。相关性分析表明,Ca_2-P、Ca_8-P、Al-P、Fe-P、中活性、中稳性有机磷与速效磷均呈显著正相关性,Ca_8-P、中活性有机磷与速效磷极显著相关。     

长期施肥对灰漠土无机磷组分的影响

以国家灰漠土土壤肥力与肥料效益长期监测站为平台,采用蒋柏藩-顾益初土壤无机磷分组方法,对23年长期定位施肥条件下、不同施肥处理土壤无机磷总量(IOP)及组分(Ca_2-P、Ca_8-P、Al-P、Fe-P、O-P、Ca_(10)-P)进行测定,以掌握长期施肥对干旱区灰漠土无机磷组分的影响规律并指导合理施肥。结果表明,长期不施肥(CK)处理土壤无机磷总量无显著变化,组分间主要发生Ca_2-P、Ca_8-P向Ca_(10)-P的转化;长期施肥(NPK、NPKM、NPKS)处理IOP极显著增加,其增加量主要为Ca_2-P、Ca_8-P、Al-P和Fe-P,其中前三者增加作用极为显著;长期施肥条件下,土壤无机磷组分中Ca_8-P转化率最高、占土壤无机磷转化总量的39%~50%,其次是Al-P、占16%~30%,再次是Ca_2-P、占10%~29%,三者合计占78%~88%,其余三种组分Fe-P、O-P、Ca_(10)-P占12%~22%。     

不同种植年限苹果园土壤磷状况和无机磷组分特征

通过采集胶东地区不同年限苹果园0—100 cm土层土壤,分析了不同种植年限苹果园土壤全磷、有效磷、无机磷含量和无机磷组分特征,以期为苹果园科学施用磷肥提供依据。结果表明:胶东地区苹果园0—40 cm土层土壤全磷、无机磷、有效磷平均含量为0.76 g/kg,681.10 mg/kg,73.05 mg/kg。种植年限显著影响了苹果园土壤磷含量,随着种植年限的增加耕层土壤全磷、有效磷和无机磷含量呈上升趋势。不同种植年限的苹果园土壤全磷、有效磷及各无机磷组分均随着土层的加深整体呈递减趋势。无机磷组分主要以Al-P、O-P的形式存在,其次为Fe-P、Ca-P。种植年限明显影响了无机磷各组分的组成,11～15年苹果园Al-P比例最高,而16～20年苹果园O-P比例最高。相关性分析及通径分析结果表明,Al-P是该地区相对较为有效的磷源。     

长期定位施肥对水稻土磷素形态的影响

本文通过长期定位施肥试验研究了21年不同施肥处理水稻土中磷素形态及其含量的变化。结果表明,长期不施肥的土壤无论是有机磷还是无机磷中有效磷含量均呈下降趋势,而有机-无机肥配施的有机磷含量不仅高于无肥处理而且还高于单施化肥的处理,并且有利于活性和中度活性有机磷含量的提高。对无机磷的影响,有机-无机肥配施不仅有利于提高Ca-P、Al-P和Fe-P的含量,而且对促进闭蓄态磷的活化效果明显。可见有机-无机肥配施可提高土壤有机磷含量和增加土壤无机磷有效形态的含量。另从土壤有效磷对水稻产量的影响分析可知:当红壤稻田土壤有效磷含量在20mg/kg左右时,增施磷肥对水稻增产效果不明显。     

长期施磷对山原红壤磷库组成及有效性的影响

通过33年施肥试验研究了不同施磷处理对山原红壤中磷素形态转化及含量的影响。结果表明,长期施用磷肥增加了红壤中全磷和速效磷的含量;施磷处理下土壤表层无机磷、有机磷显著积累。不同施肥处理下土壤无机磷组分均以Fe-P为主,占总量的50%左右;相关分析表明无机磷组分中的Fe-P、Al-P与速效磷分别呈极显著正相关(r=0.908)、显著正相关(r=0.706),表明Fe-P、Al-P为山原红壤的有效磷源。对于土壤有机磷而言,所有施肥处理的土壤中稳性有机磷比例最高,其次为中等活性有机磷,再次为高稳性有机磷,活性有机磷最低,前二者占有机磷总量的90%左右。有机磷组分与速效磷的相关性分析结果表明,中等活性有机磷、中稳性有机磷分别与土壤速效磷呈极显著正相关(r=0.861)、显著正相关(r=0.840)。说明中等活性有机磷和中稳性有机磷是土壤速效磷的主要来源。增施磷肥尤其是氮、磷、钾肥与农家肥配施后,可促进其他形态有机磷向有利于作物吸收的中等活性有机磷、中稳性有机磷转变。     

长期有机无机肥配施提高黑土磷含量和活化系数

【目的】 长期不同施肥模式影响着耕层土壤磷库以及各形态磷的变化。研究不同施肥模式下黑土各磷素形态含量及有效性的变化,为黑土的肥力培育和合理施用磷肥提供理论依据。 【方法】 黑土长期定位施肥试验位于吉林省公主岭市,始于1990年,供试作物是连作玉米。肥料试验包括不施肥对照 (CK)、施氮、钾肥 (NK)、氮磷钾平衡施肥 (NPK)、氮磷钾 + 有机肥 (NPKM) 共4个处理。化肥处理施氮肥(N) 165 kg/hm2、磷肥(P) 36 kg/hm2、钾肥(K) 68 kg/hm2、猪粪21 t/hm2,NPKM处理的最终N?P?K养分投入量为165?75?145 kg/hm2。选取了1990、1995、2000、2005和2010年的土样,采用Hedley连续浸提法,分析了土壤全磷、有效磷及各有效磷形态含量,计算了土壤磷活化系数 (PAC)。 【结果】 与初始年份相比,NPKM处理土壤全磷、有效磷和磷活化系数,分别显著提高了88.47%、12.98倍和6.42倍。NPK处理对全磷含量影响较小,土壤有效磷含量和PAC值分别增加了1.65倍和2.67倍。CK和NK处理全磷含量降低了15.12%和32.67%,有效磷含量降低了33.47%和12.57%,土壤磷活化系数 (PAC) 分别降低了52.49%和2.55%。所有处理黑土磷库均以无机磷为主,占全磷的80.53%～90.43%。施磷肥处理的无机磷含量占全磷的比值显著高于不施磷处理,对有机磷含量影响不显著。不同处理均以中活性态磷含量最多,占全磷的50.37%～55.06%,活性态磷含量最少,占全磷的7.61%～19.02%。与不施磷处理相比,施磷处理显著提高了土壤活性态磷的比值,尤其是无机磷中的活性态磷的比值。CK、NK处理中Resin-P、NaHCO₃-Pi、NaOH-Pi、Conc.HCl-Pi、Residual-P无机磷形态均呈减少趋势;NPK处理中Resin-P、NaHCO₃-Pi、NaOH-Pi、Dil.HCl-Pi呈增加趋势,Conc.HCl-Pi和Residual-P呈减少趋势;NPKM处理中,各无机态磷含量均随施肥年限的增加呈增加趋势。相关分析结果表明有效磷含量的变化值与Resin-P、NaHCO₃-Pi、NaOH-Pi、Conc.HCl-Po变化值之间存在显著的相关性,其相关系数为0.972、0.665、0.860和0.605,说明活性较高的无机磷对有效磷效率的贡献最大。 【结论】 与施氮钾肥和氮磷钾肥相比,氮磷钾配合有机肥可显著提高土壤全磷、有效磷含量,显著提高土壤活性态无机磷的比例,进而提高土壤磷活化系数,提高磷素利用率。      

长期不同施肥对南方黄泥田水稻子粒与土壤锌、 硼、 铜、 铁、 锰含量的影响

在福建黄泥田长期定位施肥试验的第26年,研究了不同施肥模式对水稻子粒与土壤微量元素含量的影响。结果表明,与不施肥（CK）相比,化肥+牛粪（NPKM）、 化肥+秸秆还田（NPKS）及单施化肥（NPK）处理的水稻子粒Zn、 B、 Cu含量均有不同程度的提高,并尤以NPKM处理最为明显,三种微量元素含量分别提高14.3%、 25.1%、 465.2%,均达差异显著水平。NPKM与NPKS处理还不同程度地提高了子粒Mn含量,但各施肥处理的子粒Fe含量均显著降低。各施肥处理尤其是NPKM与NPKS均显著提高了子粒微量元素吸收量。NPK处理的土壤有效B、 Fe、 Zn、 Cu含量与CK相比均呈下降趋势,且有效Zn、 Mn含量较试验前土壤分别降低了36.4%与24.6%,而NPKM与NPKS处理缓解了下降趋势,且NPKM处理的土壤有效Zn、 B、 Mn含量分别较CK提高46.6%、 52.0%、 43.0%,均达差异显著水平。土壤有机质与子粒B、 Cu、 Zn含量呈显著正相关,子粒必需氨基酸、 粗蛋白与子粒Zn含量呈显著正相关。以上结果说明,长期化肥配施牛粪或秸秆还田有利于提高水稻子粒Zn、 B、 Cu等微量元素含量和产量,改善子粒营养品质,一定程度上又可缓解土壤有效微量元素含量的下降,是适合南方黄泥田的施肥模式。     

长期定位施肥对潮土磷素形态和有效性的影响

研究长期定位施肥对潮土各形态磷含量变化及磷有效性的影响,为潮土合理施用磷肥提供理论依据。长期定位施肥试验开始于1990年,设CK（不施肥）、N2（单施尿素）、N2P（不施钾肥）、N2K（不施磷肥）、N1PK（低量氮肥和磷钾肥）、N2PK（平衡施肥）、N3PK（中高量施肥）、N4PK（高量氮肥和磷钾肥）、N2PKM（化肥和有机肥）、N2PKS（化肥和玉米秸秆还田）10个处理;采用Tiessen-Moir磷素分级法测定各施肥处理土壤不同形态磷含量,用常规方法测定有效磷、全磷含量,分析不同形态磷含量间的相关性。结果表明:经过28年定位施肥处理,N2PKM处理土壤各形态磷含量为盐酸态磷（HCl-P）> 残留态磷（Residual-P）> 氢氧化钠无机磷（NaOH-Pi）> 氢氧化钠有机磷（NaOH-Po）> 碳酸氢钠无机磷（NaHCO₃-Pi）> 水溶性磷（Resin-Pi）> 碳酸氢钠有机磷（NaHCO₃-Po）。在各施肥处理间,N2P、N1PK、N2PK、N3PK、N4PK、N2PKM、N2PKS处理土壤Resin-Pi、NaHCO₃-Pi和NaOH-Pi含量显著高于CK、N2、N2K处理,而处理间NaHCO₃-Po、NaOH-Po、HCl-P和Residual-P含量差异不显著。除NaOH-Po外,其它形态磷含量与供试土壤有效磷、全磷含量呈极显著相关,其中Resin-Pi对有效磷贡献最大,说明Resin-Pi是最有效的磷源。供试土壤条件下,合理配施化肥有机肥,可以激发磷素后效,使积累磷素向有效态转化,施用有机肥料能显著提高土壤中各磷组分含量,其中有机无机配施处理（N2PKM）提高程度高于单施化肥（N2PK),施用秸秆处理的各磷组分含量同样显著高于不施肥和化肥处理,且施用有机肥和秸秆处理(N2PKS）的中活性和中等活性磷均与土壤速效磷、全磷呈显著正相关,可在潮土上施用有机肥或秸秆处理,从而保持高比例的土壤有效磷库。     

长期施肥对氨氧化古菌丰度及群落结构的影响

【目的】氨氧化古菌对土壤氮素转化有着重要的作用。本研究以长期定位施肥黄泥田土壤为研究对象探讨了长期不同施肥模式对土壤氨氧化古菌数量和多样性的影响,为制定合理的施肥制度提供理论基础。【方法】试验在福建省农科院试验站上进行,以30年长期定位施肥的红壤性水稻土为研究对象采用荧光定量PCR和克隆文库技术,研究了长期不同施肥模式对氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)丰度及群落结构的影响。试验设4个处理:1)不施肥(CK);2)单施氮磷钾肥(NPK);3)氮磷钾肥配施牛粪(NPKM);4)氮磷钾肥配施秸秆(NPKS)。小区面积为12 m~2每个处理设3个重复。土样采集时间为2012年10月份(水稻收获后),测定土壤养分和氨氧化古菌的数量及多样性。【结果】1)与CK相比,NPKM和NPKS处理显著增加了土壤有机质含量,NPKM和NPKS处理之间无显著差异。2)与CK相比施肥均能提高土壤全氮含量;NPKM和NPKS处理能够显著提高土壤全磷含量,NPKM处理全磷含量最高;仅NPKS处理能显著增加全钾含量。3)与CK相比,长期施肥均能提高土壤有效氮(AN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)的含量,并且NPKM处理AN和AP含量最高,NPKS处理中AK含量最高。4)与CK相比,长期施肥均对土壤pH值无显著影响。5)与CK处理相比,NPKM和NPKS处理的amoA基因拷贝数显著增加增加幅度分别为168.4%和95.7%;单施化肥处理与CK无显著差异。土壤氨氧化古菌数量与土壤有机质含量呈显著正相关,与土壤全磷、有效氮、速效磷和速效钾含量呈极显著正相关。6)长期不同施肥处理影响土壤氨氧化古菌的种群结构,单施化肥增加了土壤AOA的多样性,而化肥配施有机肥则降低了AOA的多样性。7)本试验中得到的土壤氨氧化古菌amoA基因序列均为不可培养的古菌,包括泉古菌(Crenarchaeote)和奇古菌(Thaumarchaeote)。本试验所得氨氧化古菌绝大多数与来自土壤、沉积物的amoA基因克隆非常相似,少数与水体环境相似。【结论】不同培肥模式下,土壤中氨氧化古菌均为不可培养的古菌,包括泉古菌(Crenarchaeota)和奇古菌(Thaumarchaeota),然而水稻土壤养分和氨氧化古菌丰度及群落结构变化显著。单施化肥的作用不明显,有机无机肥配施有利于土壤有机质和养分的积累以及氨氧化古菌的生长增加了氨氧化古菌优势菌群的比例。     

不同施肥模式对南方黄泥田耕层有机碳固存及生产力的影响

【目的】探讨南方丘陵黄泥田不同施肥对耕层土壤有机碳固存及生产力的影响,促进区域农田固碳减排和作物高产。【方法】基于32年的长期定位试验,研究不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、化肥+牛粪(NPKM)、化肥+全部稻草还田(NPKS)处理下,历年水稻产量、代表性年份耕层土壤有机碳含量及固碳速率的变化。【结果】NPK、NPKM、NPKS处理下水稻历年平均产量分别较CK高67.1%、88.1%和84.2%,差异显著,且NPKM、NPKS处理与NPK处理间亦具有显著差异。NPK、NPKM与NPKS处理耕层土壤有机碳历年平均含量比CK高8.9%~36.8%其中NPKM最高且亦显著高于NPKS与NPK处理。与初始土壤相比各处理有机碳含量增加1.84~5.26g/kg。以每10年为评价周期,NPKM、NPKS处理的固碳速率与CK及NPK差异均显著,其中双季稻年份NPKM与NPKS处理固碳速率分别是CK的2.38倍和1.98倍,是NPK处理的1.59倍与1.32倍但NPK处理与CK间差异不显著。稻田系统年均有机碳输入与有机碳固存间存在极显著幂函数关系,施肥土壤有机碳含量变化与籽粒产量变化间亦呈极显著正相关。【结论】南方黄泥田化肥配施有机肥或配合秸秆还田较单施化肥稳步提升水稻产量。长期不施肥土壤有机碳仍可维持低幅度增长,随着土壤有机碳含量升高,固碳效率逐步降低。化肥配施有机肥或配合秸秆还田较单施化肥明显提高了土壤的固碳速率二者均是提高黄泥田生产力与固碳能力的双赢措施。     

土壤悬液培养法研究长期施肥下花生根际解磷菌溶磷特性

基于长期野外定位试验和室内土壤悬液培养,研究长期不同有机与无机肥料配施(纯化肥(NPK)、化肥与厩肥配施(NPKM)和化肥与稻草秸秆配施(NPKS))下,花生根际土壤解磷菌对Ca_3(PO_4)_2(Ca-P)、FePO_4(Fe-P)和AlPO_4(Al-P)的溶解特性。结果表明:有机无机肥配施促进了解磷菌的繁殖,在Ca-P和Fe-P固体NBRIP(国际植物研究所磷酸盐生长培养基)培养基中,NPKM处理可培养解磷菌密度分别为6.15和5.80 log(cfu g-1 dry soil),高于其他处理。在分别以Ca-P、Fe-P和Al-P为唯一磷源的NBRIP液体培养基中添加土壤悬液培养9 d发现,NPKM处理对Fe-P和Al-P的最高溶磷量分别为221.8 mg kg~(-1)和205.5 mg kg~(-1);NPKS处理对Ca-P的溶解有明显的优势。相比于单一菌株,解磷菌溶磷能力无绝对优势,但更能反映田间复杂条件下实际溶磷效果。通过土壤悬液培养法,从微生物群体角度发现:长期无机肥和厩肥配施更能促进花生根际解磷菌的繁殖以及对无机磷的溶解,从而改善土壤缺磷状况,提高花生生物量和产量。     

Phosphorus availability and rice grain yield in a paddy soil in response to long-term fertilization

Rice (Oryza sativa L.) is one of the most important crops in the world, and its production is limited by soil phosphorus (P) deficiencies in many parts of the world. Impacts of long-term fertilization regimes on rice productivity and soil P availability is largely unknown. A long-term (26-year) field experiment in a paddy soil of southeastern China was carried out to study the response of rice grain yield and soil P pools to different fertilization regimes including control without fertilization (CK), nitrogen, P, and potassium (NPK) fertilizer (NPK), NPK fertilizer plus cattle manure (NPKM), and NPK fertilizer plus rice straw (NPKS). Application of fertilizers (NPK, NPKM, and NPKS) increased rice grain yield compared with the CK treatment (on average, by 75%, 97%, and 92%, respectively). Soil P was predominately present in the organic form (51–75% of total P) across different treatments. Most soil inorganic P fractions decreased with time due to continuous depletion by rice plants in the nonfertilized treatment (CK), while they generally increased with time in the fertilizer treatments (NPK, NPKM, and NPKS) due to continued supply of P to soil. On the other hand, soil organic P fractions increased continuously with time regardless of treatment, probably due to the retention of stubble and biological immobilization of inorganic P. Positive relationships between the rice grain yield and most inorganic P fractions in the CK treatment indicated the P limitation for rice production due to no P inputs and long-term conversion of inorganic P into organic P.     

长期有机无机肥配施下红壤性稻田水稻产量及土壤有机碳变化特征

利用中国农业科学院红壤实验站红壤稻田长期定位试验,研究了长期有机无机肥配施下双季稻增产潜力和土壤有机碳变化特征。31年的试验结果表明,1）施肥能促进水稻早晚稻稻谷和地上部产量增加,其中,有机肥配施均衡的NPK处理促进作用最大,NPKM处理下稻谷年均产量比NPM、 NKM、 PKM、 M和NPK分别高 5.8%、 10.9%、 16.2%、 15.9%和20.4%。2）施肥能促进水稻土有机碳含量增加,其中,有机肥配施均衡的NPK处理提升效果最为明显, NPKM处理下所测年度土壤有机碳平均含量比NPM、 NKM、 PKM、 M和NPK分别高出2.5%、 3.5%、 2.0%、 0.6%和 32.8%。3）随着试验的进行,单施有机肥对早、 晚稻稻谷和地上部产量的促进效果逐步优于单施化肥氮、 磷、 钾处理（NPK）,对土壤有机碳的提升效果也明显优于单施化肥氮、 磷、 钾。红壤性稻田双季稻生产实践中,有机无机肥配施模式值得推荐,但需均衡配施化肥氮、 磷、 钾。     

不同施肥制度下我国东部典型土壤易分解与耐分解碳的组分特征

【目的】土壤易分解碳库(labile organic carbon,Lab-C)和耐分解碳库(recalcitrant organic carbon,Rec-C)是土壤有机质的重要组分,其组分大小与比例可反映土壤有机碳的周转与固存特性。因此,研究长期不同施肥制度下土壤易分解碳库与耐分解碳库的大小与比例,对土壤养分管理及肥力培育具有重要的意义。【方法】利用我国东部23年长期不同施肥制度下的黑土、潮土、红壤和32年水稻土共四类土壤的典型土样为代表,以不施肥(CK)、施化肥(NPK)、化肥配施秸秆(NPKS)和化肥配施有机肥(NPKM)4个处理土壤,采用颗粒密度相结合的方法,将土壤有机碳分为易分解碳和耐分解碳2个组分,分析了其不同组分碳含量及比例的变化特征。【结果】土壤经该方法分组后,四种土壤的平均质量回收率和碳回收率均超过95%,是一种测定土壤易分解碳和耐分解碳的可行方法。旱作土壤(黑土、潮土和红壤)易分解碳的平均含量为1.91 g/kg低于水田的2.42 g/kg,而易分解碳占总有机碳的平均比例为15.4%,高于水田的9.9%。NPKM处理下,黑土、潮土和红壤易分解碳含量显著高于NPKS、NPK及CK处理(P0.05),较NPK处理增加的比例分别为98.4%、43.7%和71.2%,同时提高了易分解碳占总有机碳的比例,但无显著差异性;NPK和NPKS处理下黑土与潮土易分解碳的含量较不施肥无显著变化,而红壤易分解碳含量较不施肥显著降低(P0.05),降低的比例分别为33.1%和29.6%;水稻土4个处理间易分解碳的含量及其占全碳的比例无显著差异性。四类土壤耐分解碳的含量与总有机碳含量的变化一致,均表现为NPKMNPKSNPKCK。NPKM处理下,四种土壤耐分解碳含量显著增加(P0.05),黑土、潮土、红壤和水稻土较NPK处理增加的比例分别为68.8%、42.7%、17.6%和17.2%,同时耐分解碳占全碳的比例降低;NPKS处理下黑土、潮土和水稻土耐分解碳的含量较NPK处理也增加,对应增加的比例分别为10.9%、15.1%和18.0%。同时,易分解碳和耐分解碳的含量与土壤总有机碳含量之间有极显著的正相关关系。【结论】旱作土壤易分解碳含量比水田土壤更易受不同施肥处理的影响,有机无机配施(NPKM与NPKS)可提高旱作与水田土壤易分解碳与耐分解碳的含量,同时相对提高了易分解碳占全碳的比例,且NPKM处理的效果优于NPKS处理,更优于化肥处理。     

长期不同施肥对黄泥田土壤酶活性和微生物的影响

以农业部耕地保育福建观测实验站的长期肥料试验为平台,研究了长期不同施肥对黄泥田土壤酶活性和微生物的影响。结果表明:与不施肥(CK)相比,单施NPK(NPK)、NPK配施牛粪(NPKM)及NPK配施秸秆(NPKS)的土壤酶活性均有不同程度的提高,其中NPKM可显著提高转化酶活性,NPKS可显著提高脲酶活性。施肥均不同程度地提高了土壤细菌、真菌及放线菌的数量,尤其是放线菌数量,提高幅度均达到显著性水平;NPKS可显著提高土壤细菌数量,NPKM可显著提高土壤真菌数量。施肥均会对真菌群落产生重要影响;单施化肥对土壤细菌群落的影响不大,增施有机物料会对细菌群落产生明显影响;施用牛粪会对放线菌优势群落产生影响。以上结果表明,有机无机配施更有利于提高土壤酶活性和土壤微生物数量,提升土壤生物肥力。     

长期施肥对南方黄泥田冬春季杂草群落及其C、N、P 化学计量的影响

在福建黄泥田长期定位施肥试验的第27年,研究了不同施肥处理对冬春季稻田杂草群落及其C、N、P化学计量的影响。结果表明,与不施肥(CK)相比,化肥+牛粪(NPKM)、化肥+秸秆还田(NPKS)及单施化肥(NPK)处理的杂草Shannon均匀度指数(E)降低0.03~0.07个单位,NPKM与NPKS处理还同时降低了Margalef物种丰富度指数(DMG),而表征综合量度的Shannon多样性指数(H′)则降低0.02~0.16个单位。各施肥处理的杂草生物量较CK增加89.6%~214.7%。不同施肥处理还提高了杂草N、P、K养分含量,尤其是NPKM处理,各施肥处理养分积累顺序表现为:NPKM>NPKS>NPK。此外,各施肥处理降低了杂草C/N与C/P计量比值。植株C/N、C/P、N/P与土壤C/N、C/P、N/P及生物量间呈一定的显著相关。不同施肥处理影响杂草多样性及其养分吸收,施肥处理的杂草养分储量可观,培肥潜力大。杂草的C、N、P计量比一定程度上可反映土壤C、N、P计量特征。