长期施用化肥对土壤有机碳含量影响的Meta分析

为评价长期化肥施用与土壤有机碳含量之间的关系,通过Review Manager 5.2软件,以加权均数差(Weighted Mean Difference,WMD)作为衡量效应尺度的统计学指标,对15篇有关长期施用化肥对土壤有机碳含量的影响文献进行了Meta分析,最终结果表明WMD=8.47(95%CI,2.94~14.01)大于0,菱形完全位于垂直线的右侧,即在土壤有机碳含量高于5.83 g kg-1的条件下,长期施用化肥能有效地提高土壤有机碳含量。     

长期施用化肥和有机肥对土壤有机碳和容重的影响

在长期定位试验的基础上,探讨了施用化肥和作物秸秆对土体土壤容重和有机碳空间变异的影响.研究结果表明,化肥的施用不仅影响耕层肥力性状,而且会使耕层以下的土壤容重降低和有机碳增加,从而立体地促进土壤肥力的提高,而施用秸秆则只能改善耕层范围的土壤肥力.不同施肥措施造成土壤肥力性状的立体差异主要是由于不同施肥对作物生长和土壤根系的影响差别造成的.化肥对土壤根系的促进作用要比作物秸秆大许多倍,从而使耕层以下有大量残根分布,这些残根促进了深层土壤容重的降低和有机碳的提高.     

长期有机肥替代化肥对水稻土有机碳稳定性的影响

针对不同有机肥替代化肥比例下红壤性水稻土有机碳稳定性不明确的科学问题,以第四纪红色黏土发育的水稻土的长期定位试验为研究对象,选取不施肥处理（CK）、化肥处理（100F0M）、化肥处理中30%、50%及70%的氮量被有机肥替代（70F30M、50F50M、30F70M）5个处理,明确长期不同有机肥替代化肥比例对水稻土活性/惰性碳组分含量及有机碳化学结构稳定性的影响。结果表明：不同有机肥替代化肥比例均提高了水稻土有机碳、活性碳、惰性碳的含量,活性碳含量表现为70F30M、30F70M>CK、50F50M,惰性碳含量表现为30F70M>70F30M、50F50M>100F0M>CK。随着有机肥替代比例的增加,惰性碳比例从69.67%逐渐增加至77.26%。不同有机肥替代比例下土壤有机碳的化学结构种类相同,相对含量百分比表现出相同的趋势：芳香碳（33.28%～37.79%）、烷基碳（27.81%～31.19%）最高,烷氧碳（16.19%～20.10%）、羰基碳（10.35%～12.07%）居中,羧基碳（2.52%～5.75%）最低。同时随着有机肥替代化肥比例的增加,芳香...     

长期施用化肥对黑垆土酶活性影响

对设在黄土高原旱地土壤上的长期化学肥料定位试验经16年连续施肥后收获期土壤的5种酶活性进行了测定，结果表明，土壤过氧化氢酶活性随施磷量的增加而降低，脲酶活性随施氮肥量增加而增加。相关分析表明碱性磷酸酶活性与有机C相关达显著水平，过氧化氢酶活性与有效磷达极显著负相关。通径分析表明蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性对产量的影响作用达到显著或极显著水平，土壤酶活性是土壤物理化学性质等的综合作用结果，用它们可以对长期施用化肥的土壤肥力进行评价。     

长期定位施肥对棕壤有机碳的影响

通过对棕壤有机肥和化肥长期定位施肥的研究表明,长期施肥对耕层土壤有机碳含量和有机碳储量有显著性影响(P<0.05)。与试验前土壤相比,施用有机肥能显著增加土壤有机碳含量和储量;当有机肥和无机肥配合施用时,其促进作用明显大于单施化肥。单施化肥能够提高土壤有机碳含量和储量,但增加幅度不大。经过26年施肥,不同层次土壤有机碳含量有一定程度的升高,随着土层的加深,有机碳含量迅速下降,各处理之间无明显差异。     

长期施肥对土壤活性有机碳指标的影响

以棕壤长期肥料定位试验地土壤为试材,研究和对比了不同施肥处理耕层土壤各项活性有机碳指标对长期施肥的响应。研究结果表明,长期施用化肥、有机肥以及有机肥配施化肥均显著改变了土壤总有机碳(TOC)含量。与此同时,土壤的轻组有机碳(LFOC)、易氧化有机碳(ROC)和微生物量碳(MBC)含量亦对长期施肥产生与TOC基本一致的响应。相关分析结果表明,土壤的LFOC、ROC和MBC可以作为长期施肥对土壤TOC影响的评价指标,且三者的指示灵敏度依次为MBC>LFOC>ROC。     

保护性耕作下农田表土有机碳含量变化特征分析——基于中国农业生态系统长期试验资料

本文收集整理1979--2008年有关中国保护性耕作的长期试验文献,整合分析了长期保护性耕作下中国农田表土有机碳的变化特征。采用的48篇有效文献涉及18个省（区、市）的59个长期试验点,涵盖12种土类。总样本88个（其中早地51个,水田37个）。结果表明,保护性耕作处理下旱地和水田表土有机碳年变化分别介于一0．30～0．75g·kg^-1·a^-1和-0．20～2．71g·kg^-1·a^-1,平均增幅分别达0．21g·kg^-1·a^-1和0．51g·kg^-1·a^-1。可见长期保护性耕作下,农田表土有机碳含量总体呈上升趋势,水田下增长高于旱地。和少免耕相比,秸秆还田更有利于促进表土有机碳的积累。统计分析还表明,结合秸秆还田的综合保护性耕作措施可以使水田和早地的有效固碳期限分别持续27a和23a,水田在保持较高固碳速率的同时,延长了有效固碳年限。耕地表土有机碳含量在保护性耕作下特别是秸秆还田可以较大幅度地提高,实行保护性耕作可以具有农业稳产与土壤固碳的双重意义。     

旱地和水田有机碳分解速率的探讨与质疑

＾１４Ｃ标记的羊粪,杂交狼尾草及其根部分施于淋溶土中,在３０℃培养３６５天,土壤保持旱地和淹水两种状态,进行有机碳在土壤中分解的对比试验,另一组试验采用＾１４Ｃ标记的水稻秸和玉米秸和玉米分别施于老土和变性土中,在上述相同的水分条件下３０℃培养１１２天进行对比。所有加入的不同有机物料。不论是在何种土壤,其在淹水土壤中的有机碳分２解速率均快于旱地土壤,而前者的残留率却明显低于后者。淹水处理各种不同分解     

长期施用化肥对塿土微生物多样性的影响

【目的】土壤微生物在土壤有机质分解、营养循环、植物生长等方面都发挥着重要作用,研究长期施用化肥对其产生的影响可为农田合理施用化肥、培肥土壤和高产高效可持续性农业生产提供理论依据。【方法】以陕西杨凌"国家黄土肥力与肥料效益监测基地"的长期定位试验为基础,利用BIOLOG分析并结合常规分析研究了6种长期不同化肥施用方式不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮钾配施(NK)、磷钾配施(PK)、氮磷配施(NP)和氮磷钾配施(NPK)对土土壤微生物量和微生物功能多样性的影响。【结果】与不施肥CK相比,长期单施氮肥(N)的SMBC、SMBN没有显著变化,但明显降低了土壤微生物商和土壤微生物对氮素的利用;NP和NPK配施能够显著增加土SMBC和SMBN含量,明显提高了土壤微生物商,使土壤微生物种群结构发生了明显变化但土壤微生物对氮素的利用没有显著提高;长期偏施肥处理(NK、PK)的SMBC、SMBN和微生物商虽轻微增加,但土壤微生物种群结构没有显著改变。BIOLOG分析结果显示施磷处理(PK、NP和NPK)对微生物代谢活性的促进作用较大且在培养初期代谢活性较不施磷处理(CK、N和NK)增加显著。长期单施氮肥(N)对于提高土壤微生物多样性没有显著作用而其他化肥施用处理可以提高土土壤微生物群落的碳源利用能力、物种的丰富度和优势度,其中NP和NPK处理配施效果最好。化肥施用对土土壤微生物群落的均匀度没有显著影响。主成分分析的结果表明不同处理的土壤微生物对碳源利用表现出显著差异,氮磷养分的差异是产生分异的主要原因。【结论】土区小麦玉米轮作下,平衡施肥(NP或NPK配施)对于改善农田土壤微生物特性具有良好作用。     

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。     

长期施肥对红壤性水稻土团聚体稳定性及固碳特征的影响

施用有机肥是提高土壤有机碳(SOC)含量、促进土壤团聚体形成和改善土壤结构的重要措施。本研究旨在探讨长期作物残留和投入有机物料对水稻土团聚体分布及稳定性的影响,分析不同粒级团聚体的固碳特征及其与团聚体形成的相关性,以及土壤和不同粒级团聚体对累积碳投入的响应。长期定位施肥试验始于1986年,设不施肥(CK)、单施化肥(CF)、秸秆化肥混施(RS)、低量粪肥配施化肥(M1)和高量粪肥配施化肥(M2)5个处理。2009年采集0~10 cm土壤样品,测定总土以及大团聚体(LM,2 mm)、较大团聚体(SM,0.25~2 mm)、微团聚体(MA,0.25~0.053 mm)和黏粉粒(SC,0.053 mm)的质量比例及其SOC浓度,并分析闭蓄于SM内部的颗粒有机物(POM)、微团聚体(MA-SM)和黏粉粒(SC-SM)的质量含量和SOC浓度。结果表明,与CK和CF比较,有机肥混施化肥处理(RS、M1和M2)均显著提高了LM和SM的质量比例和平均当量直径(MWD),降低了SC质量含量;两个粪肥配施化肥处理(M1和M2)的效果优于秸秆化肥混施(RS),但是M1和M2间差异不显著;单施化肥则降低了稳定性团聚体的比例。团聚体的SOC浓度没有随粒级增大而增加,各处理均为LM和SM结合的SOC浓度最高,其次为SC,最小为MA。与CK比较,有机肥混施化肥处理均显著提高了各粒级团聚体的SOC浓度。总土SOC的增加主要取决于SM的SOC含量,而MA-SM组分决定了SM固持SOC的能力。总土、LM和SM的SOC含量以及从SM分离出的POM、MA-SM和SC-SM的SOC含量均与累积碳投入量呈显著正相关,但总土分离出的MA和SC的SOC含量对累积碳投入量反应不敏感,表现出碳饱和迹象。因此,尽管长期大量施用有机物料促进了红壤性水稻土大团聚体的形成和团聚体稳定性,增加了其SOC的固持,但有机质可能不是该土壤水稳性团聚体形成的最主要黏结剂。     

Changes of soil organic carbon and its fractions in relation to soil physical properties in a long-term fertilized paddy

Soil organic carbon (SOC) has an important role in improving soil quality and sustainable production. A long-term fertilization study was conducted to investigate changes in SOC and its relation to soil physical properties in a rice paddy soil. The paddy soils analyzed were subjected to different fertilization practices: continuous application of inorganic fertilizers (NPK, N–P–K = 120–34.9–66.7 kg ha⁻¹ yr⁻¹ during 1967–1972 and 150–43.7–83.3 kg ha⁻¹ yr⁻¹ from 1973 to 2007), straw based compost (Compost, 10 Mg ha⁻¹ yr⁻¹), a combination of NPK + Compost, and no fertilization (control). Soil physical properties were investigated at rice harvesting stage in the 41st year for analyzing the relationship with SOC fraction. Continuous compost application increased the total SOC concentration in plough layers and improved soil physical properties. In contrast, inorganic or no fertilization markedly decreased SOC concentration resulting to a deterioration of soil physical health. Most of the SOC was the organo-mineral fraction (<0.053 mm size), accounting for over 70% of total SOC. Macro-aggregate SOC fraction (2–0.25 mm size), which is used as an indicator of soil quality rather than total SOC, covered 8–17% of total SOC. These two SOC fractions accumulated with the same tendency as the total SOC changes. Comparatively, micro-aggregate SOC (0.25–0.053 mm size), which has high correlation with physical properties, significantly decreased with time, irrespective of the inorganic fertilizers or compost application, but the mechanism of decrease is not clear. Conclusively, compost increased total SOC content and effective SOC fraction, thereby improving soil physical properties and sustaining production.     

长期施肥对黄壤有机碳平衡及玉米产量的影响

基于长期定位试验,以黔中典型黄壤为研究对象,采用单因素方差分析、可持续性指数、稳定性指数等方法对长期定位试验获取的数据进行分析和比较,以探讨长期不同施肥处理对黄壤有机碳含量、有机碳平衡量、玉米产量稳定性、可持续性及其相互关系的影响。结果表明:(1)与施化肥和对照处理相比,施有机肥处理土壤有机碳含量明显升高,按大小排序依次为:MMNPK1/2M+1/2NPK1/4M+3/4NPK;(2)施有机肥处理黄壤有机碳平衡量为正值,且随有机肥施用量增加而增加,相反,施化肥和对照处理均为负值,大小依次为:MNPK、M1/2M+1/2NPK1/4M+3/4NPKNPKNKNPN、CKPK,各处理差异显著;(3)有机肥与化肥配施、有机肥单施及氮磷钾化肥协调施用更有利于提高玉米产量,排序为:MNPK1/4M+3/4NPK、1/2M+1/2NPKNPK、MNPNK、PK、NCK;(4)适量有机肥与化肥配施可提高玉米产量稳定性和可持续性(可持续性指数0.6,变异系数0.3),其中,1/4M+3/4NPK处理玉米产量稳定性和持续性最好;(5)玉米年产量与黄壤有机碳平衡量相关度较高,而玉米可持续性、稳定性则主要受有机碳含量影响。综上,有机肥与化肥配施有利于黄壤有机碳含量提升、玉米维持高产稳产。按适量"减肥"原则,以25%有机肥配施75%氮磷钾化肥效果最佳。     

不同培肥处理对土壤溶解性有机碳含量及特性的影响

以黄土高原南部地区的长期肥料定位试验为研究对象,通过室内测定及培养试验研究了不施肥(CK)、撂荒(FA)、施氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾配施有机肥(MNPK)和氮磷钾配施秸秆(SNPK)培肥处理土壤中溶解性有机碳(DOC)的含量、结构特性及其降解特性。结果表明,在0～20 cm耕层土壤中,不同培肥处理土壤中DOC的含量变化范围在4.65～8.94 mg kg-1之间,平均为6.42 mg kg-1,各培肥处理间差异明显,其大小顺序为MNPKSNPKNPKFACK。由DOC溶液的UV280吸收值和腐殖化指数(HIXem)可以得出,不同培肥处理土壤中溶解性有机物中结构相对复杂的芳香化合物所占的比例明显不同,其大小顺序为SNPKMNPKFANPKCK。经过7d的生物降解培养,不同培肥处理土壤DOC溶液的降解率变化范围在19.3%～48.5%之间,平均为28.6%,其大小顺序为CKFANPKSNPKMNPK。随着培养的进行,DOC溶液中结构较为复杂的溶解性有机物的比例上升。     

抛荒对冷浸稻田土壤团聚体及有机碳稳定性的影响

冷浸稻田是长江流域重要的低产稻田类型之一,近年来抛荒严重,而抛荒对冷浸稻田土壤团聚体的影响并不清楚。本研究以连年种植的冷浸稻田(CWC)、抛荒3年的冷浸稻田(CWA3)和抛荒6年的冷浸稻田(CWA6)为对象,分析抛荒后冷浸稻田土壤团聚体特征以及有机碳稳定性,以期为准确评估抛荒对长期淹水土壤的结构和有机碳的影响提供数据支持。结果表明,不论是0~25 cm土层还是25~50 cm土层,冷浸稻田土壤53μm粒级团聚体占总团聚体比例均超过40%;0~25 cm土层土壤250μm团聚体比例超过35%;53~250μm粒级团聚体比例低于20%。抛荒使0~25 cm土层53μm粒级团聚体占总团聚体比例显著增加,53~250μm粒级比例显著降低。在0~25 cm土层,抛荒使有机碳活性指数Ⅰ(LIc-Ⅰ)在53μm粒级和250μm粒级上升高,有机碳活性指数Ⅱ(LIc-Ⅱ)在53~250μm和250μm粒级上降低;而有机碳难降解指数(RIc)在53μm和53~250μm粒级上降低。土壤总有机碳随抛荒时间延长而增加。     

长期有机无机肥配施对水稻产量及土壤有效养分影响

利用中国农业科学院红壤实验站开始于1982年的水稻长期定位试验,研究长期有机无机肥配施对水稻产量及土壤速效氮、磷、钾含量的动态变化(1982—2011年)特征。29年研究结果表明:长期有机无机肥配施(NPKM)能提高水稻产量,培肥地力。长期施用化肥(NPK)导致水稻产量降低。稻谷产量随着施肥量的增加而增加。在等氮投入情况下,增施化学磷肥的增产效应要高于化学钾肥,且早稻表现尤为明显;长期单施有机肥和单施化肥对稻谷产量的影响没有显著差异。随着施肥时间的延长,各处理水稻产量差异越显著。各施肥处理土壤碱解氮增加速率表现为慢-快-慢三个阶段,有机肥的施用相较单施化肥,能够显著提高土壤碱解氮含量(p0.05)。土壤有效磷的累积主要与化学磷肥的施用有关,各施肥处理土壤有效磷历年平均含量变化趋势为:NPKM、NPM、PKMNPKM、NKM(p0.01);土壤速效钾以有机肥和化学钾肥配施的处理(NPKM、NKM、PKM)增加最快,单施化学肥料的处理(NPK)增加最慢。随着氮、磷施用量的增加,土壤中氮、磷素出现盈余,但NPKM处理相比其他处理能够有效降低盈余量;各处理土壤中钾素均表现为亏缺状态,红壤性水稻田至少每年应补充投入钾素200 kg hm-2才能基本维持土壤钾素平衡。     

长期施肥对浙江稻田土壤团聚体及其有机碳分布的影响

以浙江省稻田长期定位试验站为依托,研究长期不同施肥措施对土壤团聚体及其有机碳分布的影响。研究结果表明,与不施肥对照(CK)相比,栏肥与化肥配施(NPKOM)、单施栏肥(OM)、秸秆与化肥配施(NPKRS)和单施秸秆(RS)处理均显著提高了2 mm和2~0.25 mm水稳定性大团聚体的含量和团聚体平均重量直径(p0.05),强化了团聚体对土壤有机碳的物理保护作用。此外,长期有机无机配施(NPKOM和NPKRS)处理显著提高了各个粒级团聚体中有机碳含量,并且显著增加水稳定性大团聚体有机碳的贡献率,而长期单施化肥和单施秸秆处理并未有效增加土壤总有机碳含量。不同施肥处理下,2~0.25 mm粒级团聚体有机碳占土壤总有机碳的34.2%~48.6%,是土壤有机碳的主要载体。利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)技术对2~0.25 mm和0.053 mm团聚体进行结构表征,发现长期单施有机肥或者有机无机配施下芳香族C较CK提高29.9%~45.2%,较NPK处理提高22.3%~36.6%,提高了土壤有机碳的芳构化。在有机碳积累方面,施用有机肥,尤其是栏肥与化肥配施,同时强化了团聚体对有机碳的物理保护以及促进了化学抗性有机碳组分的积累,是加强稻田土壤有机碳库积累的合理施肥模式。     

配施有机肥对潜育化水稻土的培肥效果

为探索潜育化水稻土的培肥措施,通过田间试验研究了有机无机肥配施对潜育化低产水稻土产量和土壤养分有效性的影响。结果显示:连续2季施用有机肥后,潜育化水稻土产量显著提高,以早稻配施紫云英-晚稻配施猪粪处理的产量最高。添加有机肥降低了潜育化水稻土耕层土壤p H值。早稻配施紫云英,晚稻配施猪粪处理的有机质提高明显,比NPK处理提高了15.22%;早稻配施紫云英,晚稻配施猪粪处理的潜育化水稻土全氮含量比单施化肥处理提高4.19%;早稻配施紫云英,晚稻单施化肥处理的潜育化水稻土有效磷含量提高最多,比NPK处理提高了4.92%;相比于NPK处理,早稻配施紫云英,晚稻单施化肥处理的土壤速效钾含量比两季均单施化肥处理提高了13.2%。因此,潜育化水稻土适当配施有机肥可以提高土壤养分有效性,增加水稻产量,可以作为培肥改良潜育化水稻土的参考方法。     

长期施用有机肥与化肥对潮土土壤化学及生物学性质的影响

研究长期施用有机肥与化肥对潮土土壤化学和生物学性质的影响结果表明,有机肥和化肥均使土壤有机质、全N、全P、速效磷、速度钾、阳离子交换性提高,增加土壤微生物数量和活性,但有机肥在培肥地力、创造有利于微生物生长繁育的土壤环境方面明显优于化学肥料。