【目的】了解农田土壤有机碳库的演变及其特征,对于提升和维持土壤质量、增加作物产量和减缓温室效应具有重要意义。【方法】依托贵阳黄壤肥力与肥效长期定位试验,分析长期(21 a)不同施肥处理下黄壤碳库容量变化、源汇关系、产量效应及黄壤碳库提升和维持的方法。【结果】(1)施有机肥处理土壤有机碳含量较化肥处理明显提升,且年增加速率明显高于化肥处理;(2)施有机肥处理有机碳储量显著高于施化肥处理,有机肥各处理比CK高13%~19%;(3)长期施肥条件下土壤有机碳储量变化与累积碳投入量呈显著渐进相关性,在目前较高的有机碳投入水平下,土壤有机碳的固持已接近饱和;(4)21 a黄壤累积碳投入量分界拐点值为54.29 t/hm2,当小于此值时,土壤固碳效率较高,为26.62%;当累积碳投入量大于此值时,固碳效率仅1.72%;(5)黄壤累积碳投入量与玉米产量亦有极显著相关性,但随着碳投入量的增加,产量增加明显变缓;(6)为避免有机碳库容提前达到饱和,增加资源浪费和环境污染风险,1/4M+3/4NPK施肥方案较合理。【结论】有机肥与化肥配施对黄壤有机碳含量、有机碳密度和固碳速率等提升有显著作用,但生产实践中,有机肥施用量不可过高,要因地制宜,找到适宜作物增产、土壤培肥和土壤碳库容量保持稳定变化的节点是农田生态系统固碳的核心。

【目的】土壤有机碳具有高度异质性,不同组分的有机碳由于化学性质和存在方式等不同,其生物有效性和肥力功能不同,并反映出不同的稳定机制,所以深入研究土壤有机碳的组分特征,对于更好地了解土壤有机碳的稳定性和肥力机制具有重要意义。本研究以黄壤性水稻土为对象,旨在研究揭示长期施肥对土壤有机碳组分特征的影响并探讨合理培肥模式。【方法】以中国黄壤性水稻土18年长期施肥定位试验为依托,通过田间取样和室内分析,采用土壤有机碳物理-化学联合分组方法,重点研究不同施肥条件下土壤有机碳组分含量及分配比例的变化,并通过定量分析组分碳含量与年均碳投入量的关系,探讨土壤有机碳饱和现象。试验处理包括不施肥对照(CK)、单施化...

为阐明长期施肥对黄壤性水稻土有机碳平衡特征的影响,探讨土壤可持续利用培肥模式,收集2006-2011年10种施肥模式下(CK,1/4M+3/4NPK,1/2M+1/2NPK,M,NPKM,NPK,NK,N,NP,PK)的黄壤性水稻土,分析了各施肥模式下土壤有机碳平衡的变化特征。结果表明:长期施用有机肥情况下,各处理土壤有机碳含量较不施肥处理(CK)均显著增加;随着有机肥施用量的增加,有机碳含量逐渐增加,其中NPKM处理最高;不同施肥模式有机碳平衡变化较大,除1/4M+3/4NPK处理外,施有机肥处理土壤有机碳表现为盈余,且各处理间存在显著差异;不施肥和施用化肥处理的有机碳表现为亏缺;黄壤性水稻...

利用土壤无机磷分级方法，研究长期施肥对黄壤中不同组分磷累积、迁移的影响。结果表明，施肥土壤全磷、有效磷、无机磷的含量均较不施肥处理有明显增加，随土层深度的加深而显著减少，施肥主要增加了Ｃａ＿２－Ｐ、Ｃａ＿８－Ｐ、Ｆｅ－Ｐ、ａｌ－Ｐ含量，而对Ｃａ＿（１０）－Ｐ、Ｏ－Ｐ含量影响较小。Ｃａ＿２－Ｐ、Ｃａ＿８－Ｐ、Ｆｅ－Ｐ、ａｌ－Ｐ、Ｃａ＿（１０）－Ｐ、Ｏ－Ｐ以表聚为主，同一土层上表现为Ｏ－Ｐ＞Ｆｅ－Ｐ＞ａｌ－Ｐ、Ｃａ＿（１０）－Ｐ＞Ｃａ＿２－Ｐ＞Ｃａ＿８－Ｐ。不同形态的无机磷含量随土层深度呈现垂直分布规律，在０～１００ Ｃｍ土层中无机磷形态以Ｏ－Ｐ、Ｆｅ－Ｐ为主，且该比例随土层深度的增加而增加。因此．．．

【目的】阐明长期施肥下土壤有机碳演变规律及碳库组分变化,揭示黄土旱塬土壤固碳效应及培肥模式。【方法】利用32年作物产量和土壤有机碳(SOC)数据分析土壤碳投入、固定及演变特征,采集2010年土样样品,通过物理分组方法得到砂粒、粗粉粒、细粉粒、粗黏粒、细黏粒及大团聚体和微团聚体,分析施肥对碳库组分的影响。【结果】试验中总碳投入从不施肥(CK)的8.10 t C hm-2增加到秸秆还田(SNP)的69.40 t C hm-2,耕层土壤SOC贮量施肥之间相差1.82倍,增施有机肥(M、MNP)SOC为21.76—24.04 t C hm-2,SNP为16.01 t C hm-2;土壤SOC贮量随碳输...

为揭示小麦秸秆还田及施肥对潮土土壤有机碳演变的影响,以指导华北潮土培肥增产。在辛集马兰设置22 a潮土长期定位试验(1992-2014年,试验包含4个处理,NP:不施钾+秸秆不还田; NPK:平衡施肥+秸秆不还田;NPS:不施钾+小麦秸秆还田; NPKS:平衡施肥+小麦秸秆还田),研究不同施肥措施下试验年限、碳投入、碳平衡与土壤有机碳含量的响应关系。结果表明:所有处理表层(0～20 cm)土壤有机碳含量随时间均呈增加趋势,NP、NPK、NPS、NPKS增加速率分别为0. 06,0. 17,0. 25,0. 34 g/(kg. a),且22 a后各处理土壤有机碳储量均增加,分别增加为2. 2,6. 2,5. 9,8. 9 t/hm~2,固碳速率分别为0. 10,0. 28,0. 27,0. 40 t/(hm~2·a)。土壤有机碳储量变化与累积碳投入变化量呈线性相关关系(y=0. 091x-0. 241,R~2=0. 360*),在小麦秸秆还田下,维持初始有机碳水平的累积碳投入量为2. 65 t/hm~2,固碳效率为9. 1%。通过边界线分析可知,小麦和玉米生产中稳产高产最低土壤有机碳含量分别为9. 47,9. 04 g/kg,未达到此值时土壤有机碳含量每增加1 g/kg,小麦籽粒产量增加167. 5 kg/hm~2,玉米籽粒产量增加678. 5kg/hm~2。秸秆还田和平衡施肥是华北潮土有机碳含量提升和土壤碳库保育的重要手段,连续秸秆还田和平衡施肥对保证该区域粮食生产高产稳产有重要作用。

【目的】探明黔中黄壤在长期不同施肥条件下碳氮变化关系,为黄壤碳氮循环理论的构建、区域土壤质量评价和农业可持续发展提供依据。【方法】基于贵州省黄壤长期定位监测点,研究不同施肥措施下旱地土壤活性碳、氮演变及其耦合特征。【结果】①有机肥处理黄壤有机碳及有机氮含量均明显提升,各有机肥处理有机碳和有机氮含量较不施肥处理分别提高18%～33%和10%～30%,且随有机肥用量增加其含量明显提升。②有机肥处理有机碳和有机氮储量也显著提升,分别较不施肥处理提高6%～18%和13%～32%。③土壤微生物量碳、微生物量氮及溶解性碳均以有机肥处理较高,较不施肥处理分别提高12%～37%、63%～95%和14%～68%;土壤溶解性氮以化肥处理略高但处理间差异不显著。④微生物量碳与溶解性有机碳占土壤有机碳的比例和微生物量氮占土壤全氮的比例以有机肥处理较高;溶解性有机氮占土壤全氮的比例以化肥处理较高。⑤各施肥处理微生物量碳氮比均在10以上,显示黄壤中真菌较多,有机质分解较快。⑥短期内,土壤有机碳、氮与微生物量碳、氮呈显著和极显著正相关性;作物产量与有机氮及溶解性有机碳呈显著和极显著正相关性。【结论】施用有机肥有利于增加土壤碳、氮库容和提高作物产量;相比土壤有机碳、氮,土壤活性碳、氮组分较有机碳、氮是评价土壤肥力及作物产量变化的更敏感指标。

【目的】分析长期不同施肥下土壤有效磷含量、全磷含量、土壤磷素盈亏和磷素活化效率（ＰＡＣ）的动态变化，探讨不同施肥下水稻土磷素演变特征及与磷平衡的响应关系。【方法】基于１９８２年开始的红壤性水稻土长期不同施肥定位试验，试验包括不施肥（ＣＫ）、有机肥（牛粪，Ｍ）、氮磷钾肥（ＮＰＫ）、氮磷钾肥＋有机肥（ＮＰＫＭ）、氮磷肥＋有机肥（ＮＰＭ）、氮钾肥＋有机肥（ＮＫＭ）和磷钾肥＋有机肥（ＰＫＭ）共７个处理。【结果】经过３０年不同施肥，土壤有效磷含量均呈上升趋势。Ｍ、ＮＫＭ、ＮＰＫ、ＮＰＭ、ＮＰＫＭ和ＰＫＭ处理土壤有效磷含量变化速率分别为０．１８、０．２０、０．８３、１．３５、１．４６和１．６２ Ｍｇ·Ｋｇ．．．

【目的】研究长期不同施肥措施下土壤活性氮和有机氮组分特征,探讨土壤活性氮和有机氮组分之间的关系,为评价土壤肥力、制定合理施肥措施提供科学依据。【方法】利用开始于1979年的哈尔滨黑土肥力长期定位试验,选取对照(CK,不施肥)、不施氮肥(PK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、有机无机肥配施(MNPK)5个处理,采用氯化钾浸提-差减法、氯仿熏蒸-K2SO4提取法和Bremner法分别测定不同处理土壤可溶性有机氮、微生物生物量氮和有机氮组分含量。【结果】长期施用化肥对土壤耕层活性氮和有机氮组分含量无显著影响。单施有机肥和有机无机肥配施处理较单施化肥处理可溶性有机氮含量分别增加34.7%和56...

为黄壤旱地合理施肥与养分综合管理提供依据,实现黄壤旱地可持续利用,以选择贵州黄壤肥力与肥料长期定位试验中不施肥(CK)、常量有机肥(M)、常量有机肥+常量氮磷钾肥(MNPK)和常量氮磷钾肥(NPK)4个处理,分析贵州黄壤长期定位施肥18年后的旱地土壤微生物量C和微生物量N。结果表明:长期施肥对土壤中的微生物量C和N均有增加作用,并且影响趋势一致,含量依次为M+NPK>M>NPK>CK。与CK相比,各施肥处理均提高了微生物对有机碳、全氮的利用率,其中全氮的利用率提高最明显,M+NPK处理中土壤微生物对氮利用

【目的】探讨长期施肥下黑土重金属的演变特征,为该地区科学施肥和土壤环境保护提供理论依据。【方法】设计长期定位施肥试验:CK(对照,不施肥)、N(氮)、NP(氮磷)、NPK(氮磷钾)、NPKM(氮磷钾+有机肥)和1.5NPKM(1.5倍的NPKM),共6个处理。试验采集起始(1989年)和各施肥年限(1994、2000、2006、2010、2012年)的耕层(0—20 cm)土壤样品,测定Cu、Zn、Pb、Cd总量和有效态含量,并计算其活化度。【结果】长期施用化肥不影响黑土重金属总量、有效态含量。Pb不受施肥影响,Cu、Zn、Cd受粪肥影响,其总量和有效态都显著增加,Cu和Zn活化度增加,但Cd...

【目的】探究长期不同施肥模式下，东北棕壤大豆产量的演变、稳定性和可持续性及土壤氮素累积分布特征，为该地区制定合理的施肥措施，实现大豆的可持续绿色生产提供科学依据。【方法】基于始于1979年的棕壤肥料长期定位试验，轮作体系为玉米-玉米-大豆，选取其中的12个处理，分为化肥区：不施肥（CK）、单施氮肥（N）、氮磷肥配施（NP）、氮磷钾肥配施（NPK）；低量有机肥区：单施低量有机肥（M_1）、低量有机肥与化肥配施（M_1N、M_1NP、M_1NPK）；高量有机肥区：单施高量有机肥（M_2）、高量有机肥与化肥配施（M_2N、M_2NP、M_2NPK）。分析长期不同施肥下大豆产量的演变规律以及39年轮作施肥对大豆氮素吸收与收获期土壤氮素累积分布的影响。【结果】与不施肥处理（CK）相比，各施肥处理大豆平均产量均显著提高，且低量有机肥区和高量有机肥区大豆平均产量高于化肥处理，M_1NPK和M_2NPK处理平均产量最高，分别为3 147和3 238kg·hm~(-2)，较NPK处理提高了9.5%和12.7%。灰色-线性回归模型结果表明，施用有机肥或有机肥与化肥配施处理年际可得趋势产量显著高于单施化肥处理。低量有机肥区各处理大豆产量的变异系数最低，稳定性好，产量可持续性指数（YSI）较高，介于0.41—0.51，均高于高量有机肥区各处理。配施有机肥大豆季肥料贡献率提高，但低量与高量有机肥区差异不显著。配施有机肥39年，大豆植株吸氮量较单施化肥处理增加，以低量有机肥区的M_1NPK处理最高，为314.2 kg·hm~(-2)。低量有机肥区，土壤矿质氮主要累积在0—60 cm土层，60—100 cm土层矿质氮累积量较低；有机肥与化肥配施各处理0—80 cm土层矿质氮累积高于M_1处理，可为作物吸收提供有效氮源，但80—100 cm土层矿质氮较上层土壤降低，减少了氮素淋失风险；其中，M_1NPK处理0—60 cm土层矿质氮累积最高，60—100 cm随土层深度增加矿质氮累积呈持续降低趋势，而高量有机肥区M_2NPK处理则呈现先降低后增加的趋势。有机无机肥配施39年增加了0—20 cm土层全氮及微生物量氮含量，且高于20—40 cm土层。M_1NPK和M_2NPK处理0—20 cm土层全氮含量较NPK处理分别增加了13.9%和5.5%，微生物量氮含量分别增加了32.6%和92.1%。【结论】长期不同施肥影响作物产量、氮素吸收与土壤氮素分布。在东北棕壤地区玉米-玉米-大豆轮作体系中，玉米季氮磷钾化肥配施低量有机肥（13.5 t·hm~(-2)），大豆季仅施用氮磷钾化肥改变土壤氮素分布与累积，进而影响大豆地上部氮素吸收，可增加大豆产量，提高产量的稳定性与可持续性。长期配施低量有机肥大豆收获期土壤全氮及微生物量氮含量增加，增加了土壤供氮量；同时深层土壤矿质氮累积降低，减少了氮素淋溶风险，有利于大豆的可持续绿色生产，是该轮作体系较为合理的施肥方式。

新疆灰漠土耕地面积１７６万ｈｍ～２，为新疆农业的发展起关键支撑作用。本研究基于新疆灰漠土农田肥力长期监测试验，选择其中不施肥、施化肥和化肥配施有机肥、秸秆的六个处理，对不同施肥处理下土壤表层（０～２０ｃｍ）和亚表层（２０～４０ｃｍ）土壤碳储量变化特征进行了研究。结果表明：长期不施肥或施用化肥、有机肥均能提高灰漠土表层和亚表层土壤有机碳储量，其中表层土壤有机碳储量提高（４．０～４３．７）ｔ ｃ／ｈｍ～２；亚表层土壤有机碳储量提高（９．０～４９．５）ｔ ｃ／ｈｍ～２。采用不同施肥措施，土壤有机碳储量累积存在时段差异，不施肥耗竭种植条件下在试验初始５年碳储量缓慢下降，但在其后的１８年中逐渐升高，因此．．．

【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(P30F+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);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。

【目的】在已有团聚体碳氮分布研究的基础上,进一步研究不同施肥处理红壤性水稻土团聚体有机碳矿化特征,并分析有机碳矿化的影响因素,为揭示施肥对土壤肥力的影响及土壤有机碳矿化作用机制提供理论依据。【方法】以长期定位施肥红壤性水稻土为研究对象,包括9个处理:不施肥(CK)、有机质循环(C)、氮肥(N)、氮肥+有机质循环(NC)、氮磷肥(NP)、氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾肥+有机质循环(NPKC)、氮钾肥(NK)和氮磷钾肥+1/2秸秆回田(NPKS)。运用湿筛法得到>2 mm、1—2 mm、0.25—1 mm、0.053—0.25 mm和1 mm团聚体有机碳矿化速率在培养前期快速下降,之后逐渐降低至稳定状态,而2 mm和1—2 mm团聚体中最高,在0.053—0.25 mm团聚体中最低。与对照相比,施磷肥处理(NP和NPK)各粒级团聚体有机碳累积矿化量平均提高17.0%—62.1%,施有机肥处理(C、NC和NPKC)则平均提高25.0%—80.5%。>2 mm和0.25—1 mm团聚体对全土有机碳矿化的贡献最大,分别为21.0%—42.5%和20.6%—32.7%。>0.25 mm大团聚体微生物生物量碳含量和转化酶活性均高于0.25 mm大团聚体转化酶活性,其中NC处理大团聚体转化酶活性最高,较对照提高46.0%—135.0%。团聚体有机碳累积矿化量与有机碳、全氮、微生物生物量碳含量及转化酶活性均呈极显著正相关,但与有机碳的相关性最大。【结论】大团聚体在土壤有机碳矿化中发挥主导作用;有机碳含量是影响团聚体有机碳矿化的最主要因素;磷肥和有机肥的施用促进了土壤团聚体有机碳的矿化,是提高红壤性水稻土供肥能力的有效措施。