长期不同施肥措施下华北潮土土壤有机碳的固存变化

摘要

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678.5 kg/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。