氮肥与有机肥配施对设施土壤腐殖质组分含量及其特性的影响

【摘要】：随着设施蔬菜生产的快速发展,设施栽培中肥料过量施用问题十分严重。土壤腐殖质组分含量及其组成比例是评估土壤有机碳品质的重要指标,对土壤结构和质量具有重要影响,因此研究设施栽培条件下氮肥与有机肥配施对土壤腐殖质组分含量、组成及其剖面分布的影响,对于设施蔬菜生产的合理施肥有着重要意义。本文以连续5年设施番茄栽培定位施肥田间试验为依托,选择施氮量0、187.5、375.0、562.5 kg·hm~(-2)(N0、N1、N2、N3)及氮肥与有机肥(M:75000 kg·hm~(-2))配施(MN0、MN1、MN2、MN3)8个处理,研究了不同施氮及氮肥与有机肥配施处理下土壤腐殖质各组分碳、氮含量及其特征,分析了土壤腐殖质各组分与番茄产量之间的关系,探讨了氮肥与有机肥配施对腐殖质组分含量及其特性的影响。主要研究结论如下:(1)氮肥与有机肥配施可提高土壤总有机碳(Total organic carbon,TOC)、全氮(Total nitrogen,TN)、水溶性有机碳(Water soluble organic carbon,WSOC)和水溶性氮(Water soluble nitrogen,WSN)含量,其含量在0～20cm土层提高显著,但不同氮素用量之间含量差异不显著。TOC、TN和WSOC含量随着土层深度的加深大体呈下降趋势。(2)氮肥与有机肥配施可使0～20 cm土层松结态胡敏酸(Loosely combined humic acid,HA_1)和富里酸(Loosely combined fulvic acid,FA_1)、稳结态胡敏酸(Stably combined humic acid,HA_2)及紧结态腐殖质(胡敏素(Humin,HM))的碳、氮含量显著增加(P0.05),其中不同施氮量之间HA_1-C含量差异显著。HA_2、稳结态富里酸(Stably combined fulvic acid,FA_2)及HM的碳、氮含量随着土层深度的加深大体呈下降趋势,HA_1和FA_1的碳含量则随着土层深度的加深呈先增加后下降的趋势,氮含量呈先下降后增加再下降的趋势。(3)氮肥与有机肥配施提高了HA_1、FA_1、HA_2的C/N和土壤腐殖质的HA/FA(胡敏酸/富里酸)及PQ值(胡敏酸占可提取腐殖质的比例),同时使胡敏酸(Humic acid,HA)的E_4/E_6(胡敏酸或富里酸在波长为465nm和665nm处吸光度的比值)和△log K(胡敏酸或富里酸在波长为400nm和600nm处吸光度的对数之差)降低,富里酸(Fulvic acid,FA)的E_4/E_6和Δlog K值增加。总体上氮肥与有机肥配施促进了活性较高的HA和FA组分的形成,并使HA的结构趋于复杂化,FA的结构趋于简单化。(4)与N0、N1、N2和N3处理相比,MN0、MN1和MN2处理番茄产量均有所增加,其增幅分别为7.32%、12.85%和1.46%,MN3处理番茄产量则有所下降,降幅为3.23%,但各处理番茄产量差异不显著,其中,与单施氮肥(N1)相比,氮素用量为187.5 kg·hm~(-2)(N1)与75000 kg·hm~(-2)有机肥配施时番茄产量增加幅度最大。综上,本设施番茄栽培田间试验条件下,连续5年氮肥与有机肥配施不仅显著提高了0～20 cm土壤TOC数量,而且有利于FA向HA转化,促进HA的形成与累积,尤其是HA_1的形成与累积,进而使土壤有机碳品质得到明显改善,氮素用量187.5 kg·hm~(-2)与有机肥用量75000 kg·hm~(-2)配合施用提高土壤TOC数量和改善其品质效果为较好,同时也能获得较高的产量。