长期不同施肥方式对黑土有机碳、氮的影响

【摘要】：黑土是我国土壤有机质含量比较高的土类之一,开垦以后由于人为活动的影响黑土有机质大量损失。探索合理的施肥方式对于减缓黑土有机质下降速度,提高黑土区粮食产量,促进黑土区的可持续发展具有非常重要的意义。碳库和氮库是有机质重要的组成部分,本文利用长期定位试验研究了不同施肥方式下黑土有机碳、氮组分的变化。五个处理分别为:不施肥(CK);化肥(NPK);化肥+低量秸秆(NPK+S1);化肥+高量秸秆(NPK+S2);化肥+粪肥(NPK+OM)。 不施肥黑土总有机碳(TOC)逐年下降,14 年下降了4.38%;单施化肥黑土有机碳也是逐年下降,14 年下降了3.31%,并且与不施肥相比,有机碳量没有增加;化肥配合秸秆或粪肥有效的遏制了黑土有机碳下降的趋势,14 年有机碳基本维持了试验开始前的水平,与不施肥相比,显著提高了黑土有机碳量。这证明了不施肥和单纯化肥不能保持黑土TOC,而合理施用化肥和化肥加有机肥方式能保持黑土TOC,或略有增加。 黑土易氧化有机碳含量(ROC)表现为:不施肥(CK)黑土ROC 下降,施肥ROC 增加。无论何种施肥ROC 均高于无肥处理,其增加幅度为在22.97%~26.13 %,其中有机-无机配施高于单纯化肥,其增加幅度为10.12%~15.18%。有机-无机配施中,化肥加粪肥高于化肥加秸秆,增加幅度为2.36%~4.60%;高量秸秆大于低量秸秆。 黑土轻组有机碳(LFOC)变化与ROC 表现出相同的趋势:施肥显著提高LFOC,所不同的是,增加幅度变化大,范围在41.46%~143.00%。 黑土非活性有机碳库胡敏酸碳(HA-C)和富里酸(FA-C)变化如下:无论施肥与否黑土HA-C 和FA-C 均下降,HA-C 下降幅度在9.08%~23.16%;FA-C 下降幅度在7.36%~23.96%。施肥可以遏制黑土HA-C 下降的速度,施肥与不施肥相比,HA-C 增加幅度在8.23%~18.33%,有机-无机配施HA-C 高于单施化肥,其中,秸秆加化肥高于粪肥加化肥,低量秸秆高于高量秸秆。化肥明显增加黑土FA-C,与不施肥相比增加了9.67%,无机-无机配施降低了HA-C,以化肥加低量秸秆最为明显,与不施肥相比降低了9.98%。NPK+S1 处理HA-C/FA-C 在五个处理中最大,其次是NPK+S2 和NPK+OM 处理,NPK 处理和对照基本一致。结果可以说明,化肥配合粪肥或秸秆还田有利于黑土腐殖质碳向胡敏酸中移动。单施化肥不能改变碳在腐殖质各组分间的分配。 黑土总氮(TN)表现为:无论施肥与否都下降,但有机-无机配施明显遏制了总氮的下降速度,与不施肥的CK 相比,增加幅度在2.21%~3.10%。 无论何种施肥方式,C/N 比14 年没有太大的波动,都维持在12 左右。 长期施用化肥以及有机-无机配施对土壤有机氮组成有显著影响。施肥显著增加了黑土酸解氮总量,与CK 相比,施肥后土壤酸解性氮总量提高了15.59%~33%,化肥配合猪粪增加的最多,其次为化肥加秸秆,单施化肥提高的最少。酸解氮中,氨基酸氮、氨态氮和酸解未知氮明显增加,氨基糖氮下降。酸解性氮,特别是酸解性氮中的氨基酸氮和氨态氮是易矿化的氮素,由此看来,化肥与秸秆和粪肥配合施用,对增加土壤中易矿化有机氮库具有重要作用。