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

发布时间：2019-08-14 15:36

【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(p0.05),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(p0.05),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NPKMNPKSNPKCK。NPKM、NPKS和NPK处理下,四种土壤耐分解碳含量较CK显著增加(p0.05),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NPKMNPKSNPKCK,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。
【图文】：

路线图,研究技术,路线

图 2.1 研究技术路线Figure 2.1 Technical route of the research2.3 试验材料与方法2.3.1 试验地概况本研究中供试的黑土、潮土、旱地红壤和水稻土土样分别采自吉林公主岭（始于 1990 年）、河南郑州（始于 1990 年）、湖南祁阳（始于 1990 年）及湖南望城（始于 1981 年）的长期肥料定位试验站，各长期肥料试验点的基本概况及土壤的基础理化性质见表 2-1。黑土是在温带湿润气候区草原化草甸植被下发育的一种具有深厚腐殖质层的土壤，是我国最适合农耕的土壤类型之一，成土母质为第四纪黄土状沉积物（刘震等，2013）。潮土是我国重要的农业土壤，处于热带向暖温带过度的地带，光、热、水资源丰富，适宜多种作物种植，是我国重要的粮棉油生产基地，主要的成土母质为黄河冲积物和沉淀物（张水清等，2010）。红壤是热带和亚热带雨林季雨林或常绿阔叶林植被下形成的具有高岭化和富铝化特征的土壤，其主要特征为缺乏碱金属和碱土金属而富含铁铝氧化物，呈酸性红色，成土母质为第四纪红土（王伯仁等，2011）。红壤性水稻土属中亚热带季风湿润气候区，为中亚热带地区的主要土壤类型之一，水热条件优越，植物资源丰富，为发展亚热带作物及农、林、牧业提供了有利的资源基础，，成土母质主要为第四纪红土，

示意图,预处理装置,丰度,示意图

科学院硕士学位论文第二章研究内容与铵态氮和硝态氮15N 丰度的测定H4-N 丰度的测定：取一定量的滤液（约 20ml）置于肖特瓶中，加入 0.6 gMgO，然 μl 2.5 mol.L-1的 KHSO4酸化滤纸片的瓶盖迅速拧紧盖好。然后置于摇床上，30℃，18 h。24h 以后，取出滤纸片，置于含有浓硫酸的干燥器里干燥，干燥后用锡杯包好滤素比例质谱仪分析15N 丰度。O3-N 丰度的测定：取一定量的滤液（约 20ml）置于肖特瓶中，加入 0.6g 的 MgO, 床上，30℃，180rpm，摇动 24 小时，取下后加入 0.3g 戴氏合金，再用带有 10 μl 2.5 mO4酸化滤纸片的瓶盖迅速拧紧盖好，重新置于摇床上 30℃，180rpm，24h。24h 以后片，置于含有浓硫酸的干燥器里干燥，干燥后用锡杯包好滤纸片，用同位素比例质谱度。态氮和铵态氮15N 丰度测定的预处理过程采用扩散法，实验装置示意图如图 2.2 所示
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S147.2

【参考文献】