施肥对紫色土农田土壤有机碳损失过程的影响

摘要

农田土壤有机碳气体交换与径流损失的研究大都相对孤立,对二者之间的同步观测研究较少.本文利用紫色土坡地可测壤中流的径流小区,开展了不同施肥处理下紫色土农田土壤有机碳土-气交换和土-水界面迁移过程的同步观测试验.试验处理包括:无肥对照(CK)、常规氮磷钾(NPK)、猪厩肥配施氮磷钾(OMNPK)、秸秆配施氮磷钾(RSDNPK).结果表明:1)不同施肥处理的土壤异养呼吸速率与通量均呈现:RSDNPK>OMNPK>NPK>CK,表明施加无机肥、有机肥和秸秆还田均会增加紫色土的土壤CO2排放,其中秸秆还田配施氮磷钾肥的CO2排放通量为4155.87 kg(C)·hm-2,显著大于其他施肥处理.2)不同施肥处理的土壤有机碳径流损失通量表现为:RSDNPK>OMNPK>CK>NPK,径流损失途径也存在差异,与CK相比,RSDNPK处理在降低紫色土泥沙损失通量的同时,显著增加了壤中流可溶性有机碳(DOC)损失通量,达8.29 kg(C)·hm-2,各施肥处理的壤中流DOC损失通量占径流碳损失总通量的49.82％～92.11％,说明壤中流DOC损失是紫色土有机碳径流损失的主要方式.3)RSDNPK处理的土壤有机碳损失总通量显著大于其他施肥处理,OMNPK与NPK处理的总通量没有显著差异;各施肥处理的CO2排放通量占总通量的比例均大于99％,说明气态损失是紫色土有机碳损失的主要途径.4)本文计算了不同施肥处理的单位产量碳损失通量,将作物经济效益与生态环境负荷相结合,结果表明CK的单位产量碳损失通量显著大于其他3个施肥处理.OMNPK处理的土壤有机碳含量为5.86 g·kg-1,大于NPK处理,说明施加有机肥有利于土壤有机碳的积累,因此在紫色土地区可以优先考虑施加有机肥配施氮磷钾肥.