长期秸秆配施化肥下土壤团聚体碳氮分布、微生物量与小麦产量的协同效应

摘要：

[目的]研究秸秆配施化肥对暗棕壤团聚体组成、团聚体碳氮含量、土壤微生物量特征及小麦产量的影响,揭示长期秸秆配施化肥下土壤肥力和生产力的协同提升机制.[方法]依托长期定位40年施肥试验,选取4个处理:单施化肥(NP)、秸秆配施化肥(S+NP)、秸秆配施1/2化肥(S+1/2NP)、秸秆配施1/4化肥(S+1/4NP),其中秸秆为麦秸隔年还田,用量为3000 kg·hm-2,氮磷化肥用量为150 kg N·hm-2、150 kg P2O5·hm-2.采集0—20 cm土层土样,利用湿筛法得到不同粒级的水稳性团聚体,测定团聚体中有机碳(SOC)、氮含量及土壤微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)含量.[结果](1)长期秸秆配施化肥显著降低土壤容重并提高了团聚体稳定性,和NP相比,S+NP处理土壤容重降低4.7％,>2 mm团聚体含量、平均重量直径(MWD)和几何重量直径(GWD)分别提升254.4％、76.5％和91.3％.(2)S+NP、S+1/2NP处理>2 mm团聚体百分含量、MWD和GWD显著高于S+1/4NP,分别增加了49.1％—52.4％,19.43％—22.4％ 和24.2％—33.3％.(3)S+NP、S+1/2NP、S+1/4NP和NP相比增加了>2 mm和>0.25 mm团聚体对土壤有机碳、全氮贡献率,并显著提高全土SOC、SMBC和SMBN含量;其中,SOC含量在S+NP中最高,比S+1/2NP、S+1/4NP高6.3％和12.6％.(4)产量表现为S+NP>NP>S+1/2NP>S+1/4NP处理,S+NP比减施化肥处理提高小麦产量28.6％—47.5％.(5)土壤团聚体稳定性、SOC含量及小麦产量之间有较好的相关性,>2 mm和>0.25 mm团聚体含量、MWD和GWD分别与全土SOC含量及小麦产量呈显著或极显著正相关.[结论]暗棕壤地区在长期秸秆还田条件下,配施化肥量150 kg N·hm-2、150 kg P2O5·hm-2时能提高土壤团聚体稳定性、有机碳含量、微生物生物量和小麦产量,最大化实现土壤结构改良、肥力提升和作物增产的协同效应.

关键词：秸秆还田、化肥、暗棕壤、水稳性团聚体、碳氮含量、微生物生物量、小麦产量

所属期刊栏目：56

分类号：S152.4;S714;S5

资助基金：中国农业科学院科技创新工程;国家重点研发计划;国家重点研发计划;国家科技支撑计划

在线出版日期：2023-05-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1503-1514