13C富集玉米根、茎、叶添加对长期不施肥和施肥处理棕壤土壤呼吸的影响及其激发效应

玉米根、茎、叶残体因含碳化学组分差异,还田后对不同肥力土壤呼吸及激发效应的影响存在差异性,为探究这种影响的田间差异性,采用13C标记玉米秸秆示踪方法,在沈阳农业大学棕壤长期定位试验站进行540天田间培养试验,共设置8个处理：低肥土壤（LF+CK）、低肥土壤＋根（LF+R）、低肥土壤＋茎（LF+S）、低肥土壤＋叶（LF+L）、高肥土壤（HF+CK）、高肥土壤+根（HF+R）、高肥土壤+茎（HF+S）、高肥土壤+叶（HF+L）。结果显示：（1）培养期内,土壤呼吸通量、秸秆碳对土壤CO2-C排放的贡献率均呈下降趋势;（2）与不添加秸秆土壤相比,低肥土壤添加根、茎、叶处理的土壤CO2-C排放累积量分别增加134%、126%和95%,高肥土壤分别增加157%、189%和96%;（3）根、茎在高肥土壤中对土壤CO2-C排放的贡献显著大于叶,在低肥土壤中并无差异;（4）秸秆不同部位还田均会引起高低肥土壤的正激发效应,其中添加根、茎的激发效应显著强于叶,而秸秆不同部位对两种肥力水平土壤的激发效应均无显著影响。综上,秸秆不同部位还田对土壤呼吸的CO2累积排放量影响显著;玉米叶较玉米根、茎容易分解,但由于土壤自身养分差异,玉米叶还田初期在低肥土壤分解速率高于根、茎,而在高肥土壤小于根、茎。因此细化秸秆还田对农田土壤呼吸有重要意义,未来在秸秆还田研究中应考虑秸秆不同部位和土壤肥力间的交互影响。     

东北典型黑土区旱地耕层土壤肥力指标的纬度变化特征及其关系

【目的】明确东北典型黑土区土壤肥力指标的纬度特征及其关系,探究黑土地核心地带肥力调控的问题,为黑土地耕地质量调控和国家粮食稳产增产提供有力支撑。【方法】2018年秋收后,在研究区按纬度梯度采样,测定土壤有机质、酸碱度、全磷、全钾、速效磷、速效钾、碱解氮、容重、大微团聚体质量比等肥力指标和土壤含水量、土壤温度等环境指标,通过主成分分析、冗余分析和相关分析,明确研究区内各指标纬度变化特征及相互关系。【结果】东北典型黑土区土壤肥力指标具有明显的纬度分异特征,除容重属于弱变异外,其他肥力指标均属于中等变异。土壤有机质是该区域影响土壤肥力的核心指标,随纬度升高而增加,与大微团聚体质量比、碱解氮、速效磷、速效钾、全钾、全磷和酸碱度均呈显著正相关;与土壤含水量、土壤温度和容重呈负相关。纬度在46.07°—49.18°之间土壤容重变化对土壤肥力影响较大,纬度在42.99°—45.59°之间的土壤肥力受土壤容重、有机质含量、酸碱度等共同作用。【结论】在46.07°—49.18°范围内,可通过改善土壤容重方法调控土壤肥力指标,而在42.99°—45.59°范围内需要通过测土配方施肥对作物所需的土壤养分进行综合调控。对整个研究区而言,调控土壤有机质仍是当前培肥土壤的主要内容。