长期施肥处理下不同类型水稻土有机碳矿化的动态差异

摘要

[目的]研究田间长期定位施肥处理下不同类型水稻土有机碳矿化的动态差异及其影响因素,为揭示不同类型水稻土有机碳的循环特征及制定合理的养分管理措施等提供依据.[方法]以江苏常熟(乌栅土)、江西余江(低肥力红壤)、湖南望城(高肥力红壤)和重庆(紫色土)4个地点长期定位施肥试验的水稻土为研究对象,选择不施肥(CK)、单施化肥(NPK)和化肥配合秸秆还田(NPKS)3个处理,通过室内27 d的有机碳矿化培养试验,采用室内恒温培养、碱液吸收法测定土壤有机碳的矿化量;选择Jones一级动力学方程拟合土壤有机碳累积矿化量的动态变化,比较土壤类型和长期不同施肥处理对有机碳矿化动态的影响.[结果]长期施肥处理可以提高土壤全量养分(全氮、全磷、全钾)和有机碳含量,但会降低土壤pH.长期施肥可以显著提高土壤有机碳累积矿化量(C)(常熟试验点除外),不同施肥处理下增加幅度为11.7％-86.1％,而对于矿化动力学方程拟合所得土壤潜在可矿化有机碳量(C0)、易矿化有机碳量(C1),只有同为红壤的余江和望城两地的施肥处理可以显著提高.相同施肥处理下C、C0和C1均表现为常熟、望城试验点的较大,重庆、余江试验点的较小,而潜在可矿化有机碳量与土壤有机碳的比值(C0/SOC)则是余江试验点较大;相关性分析发现有机碳、总氮、碱解氮、全磷与C、C0和C1呈极显著正相关(P＜0.01),pH和全钾与C呈极显著负相关,而C0/SOC与有机碳、pH和各养分指标均呈显著或极显著负相关.对于矿化速率常数(k),施肥处理对其影响并不显著,但不同土壤类型可以显著影响k.相关性分析表明k与pH、C/N和全钾呈极显著负相关(P＜0.01),与速效钾呈显著负相关(P＜0.05).通过聚合推进树(ABT)方法分析了不同因子的相对影响,结果表明碱解氮和有机碳含量对C和C0影响较大,相对贡献率分别为23.8％、20.2％(对于C)和29.5％、23.7％(对于C0);有机碳含量和pH对C1和C0/SOC影响最大,相对贡献率分别为26.7％、15.9％(对于C1)和34.4％、23.0％(对于C0/SOC);pH和全钾对k的影响最大,相对贡献率分别为34.2％和22.1％.[结论]土壤类型对有机碳矿化动态的影响要大于长期施肥措施产生的影响,不同地点长期定位施肥处理下土壤母质、pH、有机碳含量和养分含量等土壤性质的不同,造成了土壤有机碳矿化的动态差异.