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施用沼液和生物炭对杨树林土壤活性有机碳、氮的影响

卜丹蓉  
【摘要】:沼液是人畜粪便、农作物稻秆等各种有机物经厌氧发酵后的液体残余物。沼液也是一种优质的有机液体肥料,富含动植物生长必需的营养元素,可以改善土壤性质。而生物炭也可以改变土壤的pH、阳离子交换量(CEC)和有机碳等理化性质,同时可以吸附沼液和土壤中的营养物质,起缓释并减少养分淋失损失的作用。目前,中国人工林面积大,且普遍存在地力衰退问题,因此研究沼液和生物炭在人工林中的应用具有十分重要的意义。本文以苏北沿海地区杨树人工林为研究对象,试验采用随机区组设计,设置了4种沼液施用水平,分别为CK(0 m3·hm-2)、L(125 m3·hm-2)、M(250 m3·hm-2)和H(375 m3·hm-2),以及4种生物炭施用水平,分别为B0(0 t·hm-2)、B1(40 t·hm-2)、B2(80 t·hm-2)和B3(120 t·hm-2),研究了沼液和生物炭不同施用水平下的土壤活性有机碳、氮及其季节变化,研究结果表明:(1)施用沼液能显著增加土壤可溶性有机碳(DOC)和氮(DON)含量以及微生物生物量氮(MBN);施用沼液显著降低了土壤微生物生物量碳(MBC)和MBC/MBN;同时,施用沼液会显著降低土壤pH值,并显著增加土壤NO3--N的含量。土壤pH和NO3--N呈显著的负相关,表明沼液对土壤pH的影响可能与大量铵态氮的输入有关;施用沼液也能显著增加土壤NH4+-N和有效磷的含量,并显著降低土壤C/N,但是沼液对土壤全磷的影响不显著。施用沼液后土壤活性有机碳、氮与土壤pH、NO3--N、有效磷和C/N的变化密切相关,而土壤pH的变化与土壤NO3--N和NH4+-N的积累和转化密切相关。(2)施用生物炭可以显著增加土壤可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)和可溶性有机氮(DON)含量,但会显著降低土壤微生物生物量氮(MBN);生物炭有较高的pH以及它本身含有的灰分元素均可以显著提高土壤pH;施用生物炭也能增加土壤NO3--N、NH4+-N、有效磷和C/N。沼液和生物炭不同施用水平对土壤活性有机碳、氮、pH、NO3--N和有效磷具有显著的交互效应。除土壤有效磷外,沼液对土壤活性有机碳、氮和土壤pH、NO3--N的影响更大,而生物炭对土壤有效磷的影响更大。(3)土壤活性有机碳、氮的季节变化均差异显著,但具体变化趋势不同。不同季节土壤DOC含量表现为:3月份9月份6月份12月份;DON季节动态与DOC相反,表现为:12月份6月份9月份3月份;不同季节土壤MBC表现为:6月份3月份9月份12月份,MBN表现为:6月份3月份、9月份12月份。施用沼液并没有改变土壤活性有机碳、氮的季节动态变化趋势。但是,经重复测量方差分析,沼液对表层土壤活性有机碳、氮的季节变化影响显著;生物炭对土壤MBC和MBN的季节变化影响显著,而对土壤DOC和DON的季节变化影响不显著;沼液和生物炭对土壤MBC和MBN季节变化的交互作用显著,对土壤DOC和DON季节动态的交互作用不显著。表明施用沼液会影响土壤活性有机碳、氮的季节动态,而施用生物炭会影响土壤MBC和MBN的季节动态,生物炭对土壤DOC和DON季节动态影响不显著。


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