长期不同施肥下我国四种典型土壤易、耐分解碳氮的组分特征

摘要

为探明我国典型农田土壤长期不同施肥下易分解与耐分解碳氮的组分特征，本研究选择黑土、潮土、红壤和水稻土四种典型土壤，通过粒径-密度分组法得到易分解与耐分解碳氮组分，同时运用15N同位素稀释技术和模型模拟相结合的方法得到土壤各氮库之间的相互转化速率，分析长期不同施肥下土壤易、耐分解碳氮的含量、比例及氮库的矿化特征，以期为研究氮库的动力学过程打下基础，同时为土壤的肥力质量建设提供依据。主要研究结果如下:
　　(1) NPKM处理下，黑土、潮土和红壤易分解碳含量显著高于其他三种处理(p＜0.05)，较NPK处理增加的比例分别为98.4％、43.7％和71.2％; NPK和NPKS处理下黑土与潮土易分解碳的含量较不施肥无显著变化，而红壤易分解碳含量较不施肥显著降低(p＜0.05)，降低的比例分别为33.1和29.6％;水稻土4处理间易分解碳的含量及其占全碳的比例无显著差异性。NPKM处理相对提高了易分解碳占总有机碳的比例，但各施肥处理无显著变化。四种土壤耐分解碳的含量与总有机碳含量的变化一致，均表现为NPKM＞NPKS＞NPK＞CK。NPKM、NPKS和NPK处理下，四种土壤耐分解碳含量较CK显著增加(p＜0.05)，其中NPKM处理增加的比例最高，黑土、潮土、红壤和水稻土增加的比例分别为68.8％、42.7％、17.6％和17.2％，同时相对降低了耐分解碳占总有机碳的比例。综上:长期旱作土壤易分解碳含量比水田土壤更易受不同施肥处理的影响，有机无机配施(NPKM与NPKS)可以提高旱作和水田土壤易、耐分解碳的含量，同时相对提高了易分解碳占总碳的比例，是改良土壤碳库质量的最优施肥方式，且NPKM处理的效果优于NPKS处理，更优于化肥处理。
　　(2)23年不施肥(CK)，旱作土壤全氮含量较试验初期氮含量显著下降，下降的比例为7.5％～9.7％，水稻土则显著上升，升高的比例为11.5％; NPK、NPKS和NPKM处理全氮含量较CK均显著增加。长期NPK处理，红壤易分解氮含量较CK显著下降，黑土、潮土和红壤均无显著变化;长期NPKS处理，红壤易分解氮含量显著下降，潮土显著增加，而黑土无显著变化;长期NPKM处理，显著提高了旱作土壤全氮含量、易分解氮含量及易分解氮占全氮的比例，其中黑土增加的比例最大分别为85.0％、106.0％和4.2％，水稻土易分解氮含量及其占全氮的比例无显著差异性。4种土壤耐分解氮的含量与全氮含量的变化趋势一致，均表现为NPKM＞NPKS＞NPK＞CK，NPKM处理降低了耐分解氮占全氮的比例。综上:旱作土壤易分解氮含量比水田更易受不同施肥处理的影响，有机无机配施(NPKM与NPKS)可以提高旱作和水田土壤易、耐分解氮的含量，同时提高了易分解氮占全氮的百分比，是改良土壤氮库质量的最优施肥方式，且NPKM处理的效果优于NPKS处理，更优于化肥处理。
　　(3)同一地点，不同施肥处理下C/N无显著的差异性;同一处理，土壤不同组分间C/N差异显著，易分解组分C/N显著高于未分级原土和耐分解组分的C/N。
　　(4)常规施肥下四种土壤氮素的转化特性不同:黑土氮素转化表现为中矿化、高硝化和高净解吸特性;潮土表现为低矿化、中硝化及低净固持特性;红壤表现为高矿化、低硝化和高的净固持特性;水稻土氮素的矿化则表现为高矿化、中硝化和低的净固持特性。

目录

声明

摘要

英文缩略表

第一章 引言

1．1 国内外研究进展

1．1．1 土壤活性有机碳(易分解碳)和耐分解碳的研究方法

1．1．2 不同施肥对土壤有机碳、活性有机碳及耐分解碳含量的影响

1．1．3 土壤活性有机氮和耐分解有机氮的研究方法

1．1．4 不同施肥方式对土壤全氮、易分解氮和耐分解氮的影响

1．1．5 不同施肥方式对土壤碳氮比的影响

1．1．6 不同施肥下土壤氮素的转化特性

1．2 研究目的和意义

第二章 研究内容与方法

2．1 研究内容

2．1．1 长期不同施肥下土壤易、耐分解碳的组分特征

2．1．2 长期不同施肥下土壤易、耐分解氮的组分特征

2．1．3 长期不同施肥下土壤碳氮比的变化特征

2．1．4 常规施肥(NPK)下四种土壤氮素的转化特征

2．2 技术路线

2．3 试验材料与方法

2．3．1 试验地概况

2．3．2 试验设计

2．3．3 样品的采集与预处理

2．3．4 测定与分析方法

2．3．5 数据处理

第三章 不同施肥下四种土壤易、耐分解碳的组分特征

3．1 结果与分析

3．1．1 土壤总有机碳的变化特征

3．1．2 土壤易分解碳的变化特征

3．1．3 土壤耐分解碳含量的变化特征

3．1．4 土壤易分解碳和耐分解碳占总有机碳的比例特性

3．1．5 土壤易耐分解碳与土壤易氧化有机碳及总有机碳之间的相关性

3．2 讨论

3．2．1 不同施肥制度下易分解碳的含量及比例的差异

3．2．2 水田易分解碳含量及比例的差异

3．3 小结

第四章 不同施肥下四种土壤易、耐分解氮的组分特征

4．1 结果与分析

4．1．1 土壤总有机氮的变化特征

4．1．2 土壤易分解氮的变化特征

4．1．3 土壤耐分解氮的变化特征

4．1．4 土壤易分解氮和耐分解氮占TN的比例

4．1．5 土壤易分解氮和耐分解氮与土壤全碳全氮间的相关性

4．1．6 长期不同施肥条件下土壤碳氮比的变化特征

4．2 讨论

4．2．1 不同施肥制度下全氮含量的差异

4．2．2 不同施肥制度下易分解氮与耐分解氮含量及比例的差异

4．2．3 土壤易、耐分解氮含量及比例的区域差异性

4．2．4 长期不同施肥下土壤碳氮比的差异性

4．3 小结

第五章 常规施肥(NPK)下四种土壤氮素的转化特征

5．1 结果与分析

5．1．1 土壤速效氮库和15N丰度的变化

5．1．2 各氮库之间的转化速率

5．1．3 土壤有机氮的矿化特征

5．1．4 土壤有机氮的硝化特征

5．1．5 土壤无机氮的固持特性

5．1．6 矿化、硝化速率与土壤有机碳和全氮之间的相关性

5．2 讨论

5．2．1 旱地三种土壤氮素矿化速率之间的差异性

5．2．2 硝化速率之间的差异性

5．2．3 铵态氮与硝态氮固持与释放速率的差异

5．3 小结

第六章 结论与展望

6．1 全文总结

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简历