优化施肥促进华北麦玉轮作系统土壤有机碳积累

作     者：张慧芋 田园 张晶 赵文欣 张定一 ZHANG Huiyu;TIAN Yuan;ZHANG Jing;ZHAO Wenxin;ZHANG Dingyi

作者机构：山西农业大学小麦研究所山西临汾041000 山西农业大学农学院(作物科学研究所)山西太谷030800 阿荣旗农业事业发展中心内蒙古呼伦贝尔162750 

基　　金：山西省基础研究计划项目(202203021212424) 山西省博士研究生来晋工作奖励经费科研项目(SXBYKY2022110) 山西农业大学“引进人才科研启动工程”项目(2023BQ39) 国家小麦产业技术体系项目(CARS-03-53) 

出 版 物：《农业环境科学学报》 (Journal of Agro-Environment Science)

年 卷 期：2024年第43卷第10期

页      码：2339-2349页

摘      要：为揭示不同施肥方式对华北小麦-玉米轮作种植系统土壤有机碳库的影响,本研究将“小麦-玉米”作为一个施肥单元,于2014年10月开展田间定位试验,采用二因素裂区设计,以冬小麦-夏玉米两季作物磷钾肥分配比(A)为主区,设磷钾肥全部施入小麦季(A1)和小麦季∶玉米季为2∶1(A2)两个水平,以两季作物总施氮量(B)为裂区,设施纯氮450 kg·hm^(-2)(B1)和600 kg·hm^(-2)(B2)两个水平,同时以两季作物全生育期不施肥为对照,共5个处理,于2022年10月玉米收获后采集0~20 cm土壤样品,分析研究8 a后不同施肥方式对该种植系统土壤有机碳库的影响。结果表明:除A1B2处理下土壤总有机碳(SOC)和微生物量碳(MBC)含量与CK处理差异不显著外,4种施肥处理下SOC、颗粒态有机碳(POC)、活性有机碳(LOC)、可溶性有机碳(DOC)、MBC含量和SOC储量均显著高于CK,增幅分别达8%~55%、75%~237%、98%~214%、42%~66%、21%~50%和3%~29%。4种施肥处理中A2B1处理下SOC及其活性组分含量和SOC储量均显著高于A1B1和A1B2,而与A2B2处理在LOC、DOC、MBC含量和SOC储量间差异不显著。同时,A2B1处理下土壤碳库管理指数(CPMI)最高。对于SOC矿化指标而言,SOC累积矿化量(C_(m))、潜在可矿化碳(C_(p))和SOC矿化效率(C_(p)/SOC)均表现为A1B1>A1B2>CK>A2B1>A2B2,且除A2B1和A2B2处理间C_(p)/SOC差异不显著,C_(m)和C_(p)在各处理间差异均显著。相关分析研究表明,β-1,4纤维二糖苷酶活性以及土壤全氮、碱解氮、速效磷和速效钾均为提高SOC及其活性组分含量以及CPMI的关键因子,而碳累积输入量可通过增加SOC含量降低C_(p)/SOC。综上,本试验条件下,磷钾肥在小麦季和玉米季2∶1的分配比,配合两季作物450 kg·hm^(-2)的总施氮量,可增加麦玉轮作系统SOC及其活性组分含量,提升土壤养分有效性,降低SOC矿化分解,同时,该施肥方式下较高的碳累积输入量可增加SOC含量,降低C_(p)/SOC,最终实现SOC储量增加。

主 题 词：秸秆还田 优化施肥 小麦-玉米轮作 土壤有机碳含量 土壤有机碳矿化 

学科分类：09[农学] 0903[农学-动物生产类] 090301[090301] 

核心收录：

D　O　I：10.11654/jaes.2024-0304

馆 藏 号：203145608...