我国典型农田土壤中有机物料腐解特征及驱动因子

摘要：

[目的]研究不同有机物料在我国典型农田土壤中的腐解残留率变化.结合气候、土壤等环境因素,阐明秸秆和粪肥在我国农田土壤中的腐解特征及其主控因素,为因地制宜的合理利用有机资源和培肥土壤提供科学依据.[方法]在“国家土壤肥力肥效监测基地”中的黑土、潮土和红壤实验站,开展大田填埋试验.有机物料烘干后过2 mm筛,置于48μm孔径尼龙网袋后填埋在土壤中.共4种供试有机物料:小麦秸秆(WS)、玉米秸秆(MS)、猪粪(PM)和牛粪(CM).根据各地温度差异,分别在填埋后49-360 d内采样6次.通过分析腐解过程中有机碳含量的变化,整合土壤积温与腐解残留率的相关关系,采用VPA(方差分解分析)定量化气候因子,有机物料性质及土壤养分对不同有机物料腐解的相对贡献率.[结果]秸秆的腐殖化系数为11％-39％,粪肥的为50％-57％,秸秆腐解速率显著高于粪肥,且南方红壤上腐解速率高于北方黑土.地积温方程可拟合有机物料腐解残留率变化,由该方程可知,秸秆和粪肥易分解碳库占比分别为76％和43％,稳定碳库分别为17％和53％.但秸秆和粪肥易分解碳库的分解速率常数(k)无显著差异,其周转积温(1/k)约为1 400-2 000℃.物料性质是有机物料腐解的最主要影响因子,贡献率为28％;其次是气候,贡献率为20％.秸秆腐解过程中主要影响因子为气候因子、有机物料性质和土壤因子三者的交互作用,贡献率达42.3％.粪肥腐解过程中主要影响因子为气候因子,贡献率为38.3％.[结论]秸秆腐解速率和其有机碳库中易分解碳库比例明显高于粪肥,秸秆腐解受到气候、土壤和物料性质协同作用影响,而粪肥则受气候因子影响最大.在田间秸秆还田时需结合当地水热条件确定还田时间和还田量,粪肥则建议在还田前进行堆腐,且注意施用时间.

关键词：秸秆、粪肥、腐解残留率、气候、有机物料碳库

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资助基金：国家自然科学基金项目41471247;北京市自然科学基金6142018;土壤与农业可持续发展国家重点实验室开放基金Y412201405

在线出版日期：2019-06-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1564-1573