不同施肥对黑土有机无机复合及腐殖质结合形态的影响

利用长期定位试验研究了施肥对黑土有机无机复合及腐殖质结合形态的影响.试验设不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、常量有机肥与化肥配施(NPKM1)、1.5倍有机肥与化肥配施(NPKM2)和秸秆与化肥配施(NPKS)5个处理.结果表明:长期合理施用化肥能使土壤有机碳、重组有机碳的含量和原土复合量趋于增加;有机无机配施能使土壤有机碳、重组有机碳、原土复合量、土壤追加复合量及追加复合度增加,而原土复合度降低,增加有机肥用量可以降低土壤追加复合度.施肥能促进土壤中各种结合形态的腐殖质绝对含量和土壤松/稳和松/紧比值增加,但以松结合态腐殖质增加的较多.不同处理中高用量的有机肥处理(NPKM2)效果更明显.有机无机配施有利于改善土壤有机无机复合状况,增强土壤对养分的供贮、调控能力,提高土壤肥力水平.     

不同施肥制度下褐土结合态腐殖质动态变化

通过8年定位试验,研究了不同施肥制度下褐土结合态腐殖质动态变化规律。结果表明,不同施肥制度主要影响松结态腐殖质碳含量,对稳结态和紧结态的影响较小。采用有机肥(物)料配施常量NPK化肥,土壤有机碳和结合态腐殖质碳表现为以递减速率持续上升;不施肥和单施常量NPK化肥则造成土壤有机碳和结合态腐殖质碳不断降低,其下降速率亦表现为递减。在试验的不同阶段,土壤有机碳的亏损或盈余向结合态腐殖质碳分配比例的变化态势各异,不施肥处理随时间的延长渐增,而施用有机肥(物)料配施化肥则呈相反趋势。     

长期施肥土壤腐殖质变化及其与土壤酸度变化的关系

[目的]以吉林省黑土中具有代表性的草甸黑土为研究对象,分析长期施肥黑土腐殖质组成、胡敏酸类型及其与土壤酸度的关系。[方法]依据Kumada法提取土壤腐殖质,提取液经酸沉淀后,分离出胡敏酸(HA)和富里酸(FA),HA经稀碱溶解后,于波长400和600 nm处测定消光系数(K400和K600),并按高锰酸钾氧化滴定法分别测定HA和FA含量。[结果]长期单施化肥使游离态腐殖质的含量下降,添加有机物料后,游离态腐殖质含量随有机物料添加量的增加而升高。而结合态腐殖质含量在单施化肥以及配施有机物料的3组中均较CK下降。同一施肥处理下,长期配施有机物料,土壤游离态及结合态HA、FA含量均增加,土壤腐殖质总量升高。长期单施化肥使游离态HA类型由Rp型向P型转化;配施有机物料后,游离态HA的类型由P型向Rp型转化,组分发生变化。分析长期不同施肥土壤腐殖质与p H值、交换性H+、交换性Al3+、交换性酸的相关性,结果表明:土壤p H值与结合态HA含量呈显著正相关,土壤交换性H+、交换性酸与结合态HA含量呈极显著负相关。[结论]长期单施化肥土壤腐殖质含量下降,游离态HA类型向较高类型转化,腐殖化程度升高,腐殖质质量下降;配施有机物料后土壤腐殖质含量升高,游离态HA的类型向较低类型转化,腐殖化程度降低,腐殖质质量提高;土壤结合态HA含量的变化影响土壤腐殖质总量,缓解了施用化肥造成的土壤p H值变化,表明结合态胡敏酸对土壤酸度有一定的缓冲作用。     

长期施肥下黑土碳氮和土壤pH的空间变化

试验研究了长期不同施肥下剖面(0~100 cm)土壤有机碳、全氮、硝态氮、微生物碳氮以及土壤pH的空间变化。结果表明:与单施化肥相比,长期有机肥和化肥配施显著提高了0~20 cm表层土壤有机碳、全氮、硝态氮和微生物碳氮含量,并且土壤有机碳和微生物碳氮的增加主要集中在0~40 cm土层。在0~20 cm和20~40 cm土层,等氮量有机无机肥配施(M1NPK和SNPK)处理土壤有机碳含量显著高于化肥NPK处理(P0.05),同时二处理土壤全氮含量没有由于化肥氮施用量减少而下降。与不施肥ck相比,单施化肥显著降低了土壤微生物量碳氮含量。在40 cm土层以下,与NPK处理相比,M2NPK、NP和N处理硝态氮累积量明显增加,而M1NPK和SNPK处理硝态氮累积量明显减少。长期不同施肥对土壤酸化的影响主要集中在0~40 cm土层,单施化肥处理土壤pH显著低于不施肥(ck)和有机无机肥配施处理(P0.05),其中2012年秸秆还田(SNPK)处理0~20 cm土壤pH比NPK处理高2.17。表明有机无机肥配施不仅能提高和维持土壤碳氮水平,还能防止土壤酸化的发生,尤其施用有机肥氮替代部分化肥氮的有机无机肥配施模式是东北黑土区最有效的施肥措施之一。     

不同施肥方式下黑土有机碳的变化规律研究

通过长期定位试验研究了施肥对黑土有机碳总量、组成、品质的影响。试验设不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、有机肥与化肥配施(NPKM)和秸秆与化肥配施(NPKS)4个处理。结果表明:施肥有利于土壤有机碳及有机碳各组分含量的增加。各处理有机碳及各组分含量的高低表现为:NPKM>NPKS>NPK>CK。单施化肥使土壤的HA/FA比值降低,胡敏酸的E4/E6比值提高,使各形态碳含量增加,Kos值降低,但变化较小。有机物质与化肥配施能使土壤的HA/FA比值和E4/E6比值都有所提高,显著地增加土壤中活性有机碳的含量,降低土壤有机碳的Kos值,其中NPKM处理效果更好。长期有机肥与化肥配施,对改善土壤腐殖质的腐殖化程度和提高其活性,降低土壤有机碳的抗氧化能力,提高土壤养分供应能力具有良好的作用,是保持土壤肥力的最优施肥方式。     

黄壤性水稻土有机碳及其组分对长期施肥的响应及其演变

【目的】不同保护机制的有机碳由于稳定性的差异,表现出不同的肥力效应和生物有效性。研究贵州省主要水稻土类型黄壤性水稻土有机碳组分对长期施肥的响应及其演变,为区域稻田土壤固碳潜力评估和地力提升技术筛选提供科学依据。【方法】依托贵州省黄壤性水稻土长期施肥定位试验(始于1995年),采集2006—2014年间5个偶数年份不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、低量有机肥无机肥配施(0.5MNPK)和常量有机肥无机肥配施(MNPK)5个处理的土样,采用Stewart物理-化学联合分组法和碳氮分析仪,测定土壤总有机碳及未保护(即游离活性)、物理保护、化学保护和生物化学保护4个有机碳组分的含量,并采用线性回归法分析其演变特征。【结果】与不施肥(CK)及单施化肥(NPK)处理相比,施用有机肥(M、0.5MNPK和MNPK)显著增加了土壤游离活性、物理保护、化学保护有机碳含量(P0.05),总有机碳提升15%—39%,其中以常量有机无机配施(MNPK)的提升幅度最高。拟合分析发现,2006—2014年间,4个施肥处理的土壤有机碳及其组分含量随时间均呈增加趋势,除生物化学保护有机碳外,其余组分有机碳在有机肥处理下的线性增加趋势比单施化肥(NPK)处理下更为明显,不施肥处理随时间无明显变化。施用有机肥(M、0.5MNPK和MNPK)处理的土壤游离活性、物理保护、化学保护有机碳含量的年均增加速率和增幅均高于不施肥(CK)及单施化肥(NPK)处理,总有机碳的年均增加速率分别为不施肥(CK)及单施化肥(NPK)处理的3.5—3.7倍和1.5—1.6倍。游离活性有机碳占总有机碳的比例(58%—63%)是其他组分的3—14倍。【结论】未保护游离活性有机碳是土壤总有机碳的最大部分,且对施肥响应最敏感。常量有机无机肥配施是提升土壤有机碳储量的最有效模式。     

有机无机长期配施对小麦产量和土壤有机组分的影响

通过8 a定位试验,比较了不施肥、单施化肥、施用有机肥和有机无机肥料配合施用对小麦产量和土壤有机组分的影响。结果表明:肥料的施用显著提高了小麦产量,其中以化肥配施有机肥对小麦产量的提升效果最为明显;三种施肥处理有效提高了土壤有机质、腐殖质、胡敏酸和富里酸的含量以及胡敏酸和富里酸的比值,且以施用有机肥处理的土壤有机质、胡敏酸和富里酸的含量最高,化肥配施有机肥处理次之,但化肥和化肥配施有机肥的胡敏酸和富里酸比值最高,有机肥处理次之;有机肥处理和化肥配施有机肥处理土壤腐殖质松结态、稳结态、紧结态含量显著高于施用化肥,但松/紧态比值以化肥配施有机肥处理最高,有机肥处理次之,化肥处理最小。由此可见,长期坚持化肥配施有机肥不仅显著提高了小麦产量、土壤有机质含量,而且有效提高了胡敏酸和富里酸比值以及腐殖质的松/紧比,促进了有机质活化,改善了耕地质量。     

耕作方式对黑土有机碳及有机无机复合状况的影响

[目的]研究耕作方式对黑土有机碳数量的变化、有机无机复合度及腐殖质结合形态的影响。[方法]采用设置休闲、玉米连作和玉米—大豆轮作3种耕作方式进行长期定位试验。[结果]不同耕作方式对黑土有机无机复合状况有明显的影响。休闲、连作及轮作均能增加土壤有机碳及其各组分、重组有机碳含量以及原土复合量,提高土壤活性有机碳含量,降低土壤有机碳的氧化稳定性及原土复合度。连作和轮作增加黑土土壤追加复合量和追加复合度,以轮作效果最好。不同耕作方式中各种结合形态的腐殖质在绝对含量上均有明显提高,以松结合态腐殖质增加较多。[结论]轮作更有利于提高土壤HA/FA比值、HA的E4/E6比值、土壤松结合态腐殖质含量及土壤重组腐殖质碳的松/稳和松/紧比值。     

氧化铁和有机质对土壤有机无机复合状况的影响

用黏质黄壤、硅铝质黄壤、紫色土及白鳝泥土通过加入不同量的有机质和氧化铁在田间条件下进行土壤培养试验，以研究氧化铁和有机质对有机无机复合状况的影响。结果表明，增加有机质能提高土壤中无定形铁和络合态铁的含量，显著提高铁的活化度，且土壤中铁的活化度与有机质含量具有一定的正相关性；氧化铁同有机质一样能增加土壤中复合体的含量，其中氧化铁与G2型复合体呈正相关；有机质能增加土壤中的重组腐殖质、松结合态腐殖质、稳结合态腐殖质和紧结合态腐殖质；氧化铁能显著提高土壤中重组腐殖质、松结合态腐殖质的含量。重组腐殖质中松结合态腐殖质所占比例较大，而稳结合态和紧结合态腐殖质所占比例较小，稳结合态腐殖质与土壤中氧化铁呈负相关。     

长期施肥管理对土娄土全碳和易氧化有机碳的影响

采用不施肥(CK),秸秆和化肥配施(SNPK),低量有机肥和化肥配施(M1NPK),高量有机肥和化肥配施(M2NPK)以及单施化肥N、NP、NPK、NK、PK 9个施肥处理,休闲(Fallow)和撂荒(Setaside)2种土壤管理方式,研究冬小麦-夏玉米轮作系统长期施肥以及土壤管理方式对土壤全碳(TOC)和易氧化有机碳(ROOC)含量动态变化的影响。结果表明,与对照相比,各施肥处理的TOC和ROOC含量均有不同程度提高。土壤TOC含量均值变化为处理M2NPK>M1NPK>SNPK>Setaside>NPK>NP>N>PK>NK>CK>Fallow,土壤ROOC含量均值变化为处理M2NPK>M1NPK>SNPK>Setaside>NPK>N>NP>PK>NK>CK>Fallow。土壤TOC和ROOC含量的变化均为处理MNPK>SNPK>Setaside>NPK>偏施化肥>CK>Fallow。土壤剖面TOC和ROOC含量均随土层深度的增加而减少。NPK处理较CK显著增加0~10 cm土层TOC含量,却明显降低30~60 cm土层TOC含量;SNPK处理显著增加0~20cm土层TOC含量;M2NPK处理显著提高0...     

长期施肥对水稻土有机氮组分及氮素矿化特性的影响

以湖南省3个国家级稻田土壤肥力变化长期定位监测点(新化、宁乡和桃江)的土壤为对象,研究了20年不同土壤培肥方式(不施肥、单施化肥、化肥配施中量/高量猪粪和化肥配施秸秆)对土壤全氮、有机氮组分及氮素矿化的影响.结果显示,与不施肥相比,单施化肥对土壤全氮的影响在新化和宁乡点均不显著,但化肥配施猪粪或秸秆在三个试验点均显著提高了土壤全氮、碱解氮和微生物量氮的含量.总体来看,长期施肥能够提高土壤有机氮各组分的含量,并提高氨基糖氮和氨基酸氮在全氮中的占比,但不同类型肥料施入后对有机氮组分的影响因试验点的不同而异,这可能是不同试验点土壤理化性质差异导致的.相关分析显示土壤酸解有机氮组分与氮矿化势极显著相关,且在三个监测点,有机物配施化肥的处理土壤氮矿化势均高于单施化肥处理.研究表明,虽然土壤性质上的差异可能导致土壤氮组分对施肥措施的响应不同,但有机无机肥配施提高土壤供氮潜力的效果均优于单施化肥.     

有机无机肥配施改土增产效果定位研究

本研究根据8年试验资料,综合分析了在中上肥力双季稻田,两季采取早稻亩施2000公斤紫云英晚稻2000公斤鲜猪粪(M),各季与有机肥等量的氮磷钾化肥(F),及半量(M+F),M+F,三分之一的(M+F)等方式单施或配施,对水稻产量、养分平衡和有机质含量、土壤腐殖质组成、土壤结构、土壤生物性质等的影响。     

玉米秸秆不同还田方式对黑土有机碳组成和结构特征的影响

为研究玉米秸秆不同还田方式对黑土有机碳组成和结构特征的影响,以吉林农业大学微区试验田黑土为研究对象,设置CK(未施用秸秆)、C1(秸秆浅施)和C2(秸秆深还)共3种处理,通过腐殖质组成修改法提取富里酸(Fulvic acid,FA)、胡敏酸(Humic acid,HA)和胡敏素(Humin,HM),IHSS方法提取HA样品,并测定其元素组成、红外光谱和差热性质等结构性质。结果表明:秸秆还田有利于土壤和各腐殖质组分有机碳含量提高,土壤腐殖质PQ值(HA在可提取腐殖质中所占的比例)显著增加;与CK相比,C1处理表层(0~20 cm)的SOC、HA、FA和HM有机碳含量明显增加,分别增加了21.8%、27.3%、11.5%和30%;C2处理亚表层(20~40cm)的SOC、HA、FA和HM有机碳含量显著增加,分别增加了26.3%、32%、13.4%和31.9%。C1和C2处理均使HA的氧化度、缩合度和热稳定性降低,脂族链烃和芳香碳含量增加,结构趋于简单化。这些变化在C1处理中主要体现在表层,与CK相比,C1处理表层HA的(O+S)/C比值降低了11.3%,I2920/I1620的比值增加了23.4%;C2处理主要为亚表层HA结构的变化,与CK相比,C2处理亚表层HA的(O+S)/C比值降低了9.1%,I2920/I1620的比值增加了23%。这一研究结果对阐明土壤培肥机理和指导秸秆还田实践有重要意义。     

动物尸体无害化处理物对油菜生长及重金属富集特征的影响

采用室内盆栽试验,以畜禽养殖场动物尸体无害化处理物为有机肥,研究了单施化肥(NPK)、化肥+单倍有机肥(NPK+M)、化肥+倍量有机肥(NPK+2M)三种施肥方式对油菜生长、叶片生理特性及植株和土壤中重金属积累的影响,探讨施用动物尸体无害化处理物在蔬菜种植方面的安全性。结果表明:与NPK处理相比,NPK+M和NPK+2M处理可显著提高油菜地上部干重50.53%~221.05%(P0.05);同时,NPK+2M处理还可使油菜中叶绿素含量(SPAD)及净光合速率(Pn)显著提高22.85%和21.98%(P0.05);NPK+2M处理条件下三种主要抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性均达到最高,同时膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量较NPK处理显著降低(P0.05)。与NPK相比,NPK+M和NPK+2M处理土壤中Cr、Cu、Cd、Pb的浓度均出现不同程度的增加,其中NPK+2M处理条件下Cr、Cd元素含量与NPK处理相比有了显著提高(P0.05),而Cu、Pb元素含量与NPK处理相比无显著差异(P0.05),NPK+2M处理土壤中Cr、Cu、Cd、Pb含量远低于《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)中Ⅱ类土壤污染物限量标准。NPK+2M处理的油菜植株地上部、地下部重金属含量与NPK处理相比均无显著增加(P0.05),其地上部Cr、Cd和Pb含量远低于《食品安全国家标准》(GB 2762—2012)对新鲜蔬菜中重金属污染物含量的限制。     

化肥减量对玉米田土壤酶活性及微生物量的影响

【目的】在小麦-玉米轮作模式下,探讨有机培肥时化肥减量对玉米田土壤酶活性及微生物量的影响。【方法】于2010-10-2011-07在陕西杨凌进行大田试验,试验共设置化肥不减量+高有机肥（NPK+HM）、化肥不减量+中有机肥（NPK+MM）、化肥不减量+低有机肥（NPK+LM）、化肥减量70%+高有机肥（30%NPK+HM）、化肥减量50%+中有机肥（50%NPK+MM）、化肥减量30%+低有机肥（70%NPK+LM）和对照（NPK）7个处理,分别于玉米苗期、拔节期、大喇叭口期、抽雄期、灌浆期及成熟期采集玉米田0～20 cm土层土样,测定土壤蔗糖酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶、脲酶活性及土壤微生物量碳、氮含量,分析不同施肥处理土壤酶活性及土壤微生物量碳、氮含量的变化规律。【结果】无论在化肥减量还是不减量条件下,增施有机肥均可以明显提高土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和脲酶的活性及微生物量碳、氮含量,但土壤多酚氧化酶活性却显著下降;有机培肥条件下,不同的化肥减量处理对土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性以及土壤微生物量碳、氮含量的影响不同,其中化肥减量50%+中量有机肥（50%NPK+MM）处理的土壤酶活性及微生物量碳、氮含量均最高,且与化肥不减量+高量有机培肥（NPK+HM）处理对土壤酶活性以及微生物量碳、氮含量的作用几乎一致。另外,各有机培肥处理玉米不同生育阶段的土壤呼吸强度均较对照（NPK）处理高,但差异并不明显。【结论】在小麦-玉米轮作模式下,化肥减量50%+中量有机肥（50%NPK+MM）是比较合理的施肥方式,化肥适度减量在土壤培肥过程中是合理可行的。     

不同施肥制度对土壤微生物的影响及其与土壤肥力的关系

 以国家褐潮土肥力与肥料效益监测基地的长期肥料试验为平台，系统研究了长期不同施肥制度对土壤微生物种群和生理群落的影响及其与土壤肥力的关系。结果表明：（1）长期单施化肥，农田土壤细菌、真菌数量低于长期撂荒土壤，但放线菌数量多于撂荒土壤或与之相当。（2）长期单施化肥与不施肥（CK）比较，土壤放线菌数量增加，细菌和真菌数量略有增加或与之相当。（3）总体看，NPK均衡施肥，土壤细菌、真菌和放线菌数量比非均衡施肥的N、NP、NK、PK处理略有增加或与之相近。（4）NPK配施有机肥或秸秆，可明显增加土壤中细菌、真菌、放线菌的数量，不仅明显高于单施化肥和不施肥农田，而且细菌、放线菌数量也高于撂荒土壤，真菌数量略低于撂荒土壤或与之相当。（5）长期单施化肥农田，土壤固氮菌、氨化细菌、纤维分解菌、反硝化细菌数量低于长期撂荒土壤，但硝化细菌数量比撂荒土壤多。单施化肥，土壤固氮菌、硝化细菌、纤维分解菌数量高于不施肥的CK，而氨化细菌、反硝化细菌数量却低于CK。NPK均衡施肥土壤氨化细菌、硝化细菌、纤维分解菌数量比非均衡施肥的N、NP、NK、PK处理增加，固氮菌数量二者相当，反硝化细菌数量减少。NPK配施有机肥或秸秆，土壤中固氮菌、氨化细菌、反硝化细菌、硝化细菌、纤维分解菌数量大都高于单施化肥处理，尤其明显高于非均衡施用化肥的处理。与撂荒土壤比较，NPK配施有机肥或秸秆，土壤固氮菌、氨化细菌、反硝化细菌、硝化细菌数量增多，但纤维分解菌数量降低。（6）土壤中大多数微生物种类的数量与养分含量、作物产量具有正相关关系。     

不同有机物料还田对东北黑土活性有机碳的影响

 【目的】阐明不同有机物料培肥对黑土总有机碳和活性有机碳组分的影响,探讨合理调控农田土壤肥力的施肥模式。【方法】以黑龙江省海伦市国家野外科学观测研究站试验区上进行了6年田间定位试验的小区土壤为研究对象,通过对土壤活性有机碳的提取以及室内作物栽培试验,对比和分析不同有机物料配施化肥处理下土壤活性有机碳与土壤生产力的变化。【结果】与试验初期相比,经过6年单施化肥处理后,土壤总有机碳（TOC）、微生物量碳（MBC）、水溶性有机碳（WSOC）以及轻组有机碳（LFOC）的含量显著下降;而有机无机配施则显著提高了土壤有机碳及各活性有机碳组分的含量。不同有机物料还田对土壤总有机碳和各活性有机碳组分的作用存在显著差异,作物秸秆与化肥配施更有助于TOC和LFOC的积累,其中以玉米秸秆配施化肥的效果最为突出,与单施化肥相比,增幅分别为26%和136%;粪肥配施化肥对MBC和WSOC的积累效果优于作物秸秆,其中以猪粪配施化肥的效果最为突出,与单施化肥相比,增幅分别为52%和85%。室内作物栽培试验表明,单施化肥处理将引起土壤生产力的下降,有机无机配施则能明显改善土壤生产力水平。不同有机物料配施化肥对土壤生产力的提升效果表现为：猪粪＞牛粪＞小麦秸秆≈玉米秸秆。【结论】在东北黑土区,不同有机物料处理之间土壤总有机碳、活性有机碳以及土壤生产力存在明显差异,玉米秸秆配施化肥能够显著提高土壤总有机碳和轻组有机碳的含量,而猪粪配施化肥则更有助于土壤微生物量碳和水溶性有机碳的积累,有利于土壤生产力的提升。     

长期有机无机肥配施对水稻生长、干物质积累及产量的影响

明确不同施肥处理对水稻生长、干物质积累、转运及产量的影响,为水稻的养分综合管理措施提供参考。依托25 a长期定位试验,通过大田试验方法,设置不施肥对照(CK),常规化肥(NPK)、25%有机肥替代化肥(1/4M+3/4NP)、50%有机肥替代化肥(1/2M+1/2NP)、100%有机肥替代化肥(M)和有机无机肥配施(MNPK)6个试验处理,探究不同施肥处理对水稻生长、干物质积累、转运及产量的影响。结果表明,水稻地上部干物质积累量成熟期大小顺序表现为MNPK>1/4M+3/4NP>1/2M+1/2NP>NPK>M>CK,MNPK、1/4M+3/4NP处理分别较NPK处理籽粒增产12.42%、2.04%。水稻籽粒干物质积累量主要来源于花后干物质积累,各处理花后干物质积累量对籽粒贡献率为50.17%～65.40%,其中,施用有机肥各处理显著高于CK和NPK处理。水稻成熟期,施用有机肥的各处理籽粒的比例均较CK和NPK处理高。有机无机肥配施各处理比CK或NPK处理显著促进水稻分蘖、提高叶片叶绿素相对含量(SPAD)值及叶面积指数,同时也显著优化水稻各产量构成因子,...     

Carbon cycle in response to residue management and fertilizer application in a cotton field in arid Northwest China

Understanding the influence of farming practices on carbon(C) cycling is important for maintaining soil quality and mitigating climate change, especially in arid regions where soil infertility, water deficiency, and climate change had significantly influenced on agroecosystem. A field experiment was set up in 2009 to examine the influence of residue management and fertilizer application on the C cycle in a cotton field in the Xinjiang Uygur Autonomous Region of Northwest China. The study included two residue management practices(residue incorporation(S) and residue removal(NS)) and four fertilizer treatments(no fertilizer(CK), organic manure(OM), chemical fertilizer(NPK), chemical fertilizer plus organic manure(NPK+OM)). Soil organic carbon(SOC) and some of its labile fractions, soil CO_2 flux, and canopy apparent photosynthesis were measured during the cotton growing seasons in 2015 and 2016. The results showed that SOC, labile SOC fractions, canopy apparent photosynthesis, and soil CO_2 emission were significantly greater in S+NPK+OM(residue incorporation+chemical fertilizer) than in the other treatments. Analysis of all data showed that canopy apparent photosynthesis and soil CO_2 emission increased as SOC increased. The S+OM(residue incorporation+organic manure) and S+NPK+OM treatments were greater for soil C sequestration, whereas the other treatments resulted in soil C loss. The S+NPK treatment is currently the standard management practice in Xinjiang. The results of this study indicate that S+NPK cannot offset soil C losses due to organic matter decomposition and autotrophic respiration. Residue return combined with NPK fertilizer and organic manure application is the preferred strategy in arid regions for increasing soil C sequestration.     

长期施肥对红壤性水稻土有机碳矿化的影响

【目的】土壤有机碳矿化是土壤中重要的生物化学过程,与土壤养分释放、土壤质量保持以及温室效应密切相关。揭示稻田生态系统在长期施肥下土壤有机碳固存与矿化特征,旨在正确评价施肥对全球气候变化的影响。【方法】本研究以33年长期定位试验为依托,对红壤性水稻土土壤有机碳累积及矿化动力学特征等进行系统研究。长期定位试验始于1984年,选取其中5个处理：不施肥处理（CK）,施氮磷钾化肥处理（NPK）,施70%化肥+30%有机肥处理（70F+30M）,施50%化肥+50%有机肥处理（50F+50M）,施30%化肥+70%有机肥处理（30F+70M）,于 2017 年早稻种植前采集耕层 （0—20 cm） 土壤样品,采用室内培养方法,测定土壤碳矿化释放 CO₂-C量和速率等,并采用一级动力学方程拟合土壤潜在可矿化有机碳量（C₀）、易矿化有机碳量（C₁）和周转速率常数等。【结果】各施肥处理均不同程度地提高了土壤总有机碳含量,NPK处理有机碳含量显著高于CK,较CK提高了27.32%。化肥配施有机肥处理（70F+30M、50F+50M 和30F+70M）土壤有机碳显著高于NPK处理（P<0.05）,平均较NPK处理提高了31.31%,以50F+50M和30F+70M处理较为显著。各处理有机碳矿化速率均在培养后的第1天达到峰值且差异显著,排序为50F+50M>30F+70M>70F+30M>NPK>CK,随后下降,11 d之后趋于稳定,稳定后各处理的土壤有机碳矿化速率大小排序为：30F+70M>50F+50M>70F+30M>NPK≈CK。在整个培养期,土壤有机碳矿化速率与培养时间呈对数曲线关系。培养35 d结束后,NPK处理较CK未能显著改变土壤有机碳累积矿化量（P>0.05）,70F+30M、50F+50M和30F+70M处理土壤有机碳累积矿化量显著高于NPK处理（P<0.05）,分别较NPK提高了50.99%、70.85%和86.39%。各处理土壤有机碳累积矿化率（累积矿化量占有机碳总量的比率）变化范围为3%—4%,30F+70M处理显著高于NPK处理（P<0.05）。施肥处理均不同程度地提高了土壤潜在可矿化有机碳量,以30F+70M处理最高,较NPK提高了1.19倍。不同施肥处理较不施肥均未明显改变土壤有机碳周转速率及半周转期。土壤潜在可矿化有机碳量（C₀）、易矿化有机碳量（C₁）、累积矿化量及累积矿化率均显著受土壤有机碳含量及投入碳量的影响,且呈现正相关关系。土壤潜在可矿化有机碳量（C₀）/土壤有机碳比值与所投入碳量呈现显著正相关（P<0.05）;土壤有机碳的周转速率常数（k）与土壤有机碳及投入碳量均未呈现显著性相关性。【结论】长期化肥配施有机肥可有效提高红壤性水稻土有机碳的矿化速率及促进有机碳的积累,并未显著改变土壤有机碳的矿化率,有利于红壤性水稻土的养分供应及固碳。