施用有机肥煤矿复垦耕地有机碳的固持效率及组分变化

摘要：

[目的]研究长期施用不同量有机肥下复垦耕地总有机碳(SOC)及其各组分的固碳效率变化,为煤矿区复垦土壤肥力快速提升提供理论依据.[方法]山西煤矿塌陷区复垦长期定位试验始于2008年,设置不施肥(CK)、施用化肥(F)、化肥配施低量有机肥(LMF)和化肥配施高量有机肥(HMF)4个处理.2019年玉米收获前,采集0-20cm 土层土壤样品,采用物理-化学联合分组方法,测定土壤总有机碳(SOC)及各组分有机碳含量,分析碳投入与土壤总有机碳及各组分有机碳含量之间的关系.[结果]复垦11年后,与CK相比,F、LMF和HMF处理SOC含量分别显著增加了 23.8％、39.6％和82.1％(P＜0.05),固碳速率分别达到0.57、0.83和1.28t/(hm2·a).复垦土壤的固碳效率为20.9％,游离态颗粒有机碳组分的固碳效率最大(9.0％),是土壤固碳的主要形式.与CK相比,F处理的土壤游离态颗粒有机碳、化学保护粘粒组有机碳和生物化学保护粘粒组有机碳储量分别提高37.1％、52.3％和93.5％,而LMF和HMF处理提高了土壤游离态粗颗粒有机碳组分、物理保护有机碳、化学保护粉粒组和粘粒组有机碳及生物化学保护粘粒组有机碳储量.与CK相比,HMF处理对上述各组分的提升幅度分别为66.1％、179.6％、59.7％、48.6％及63.0％;与LMF处理相比,HMF处理对各组分的提升幅度分别为19.6％、32.1％、28.5％、5.3％和7.3％.与CK和F处理相比,LMF和HMF处理显著提高了土壤物理保护有机碳在总有机碳中的分配比例.复垦土壤有机碳年均固定量均与年均碳投入量之间极显著正相关,复垦土壤各组分有机碳年均固定量与年均碳投入量之间极显著正相关(P＜0.01).[结论]复垦土壤有机碳年均固定量与碳投入量之间极显著正相关,在复垦11年后,复垦土壤仍有很大的固碳潜力,固存的有机碳主要以游离态颗粒有机碳为主.施用高量有机肥是快速恢复煤矿区复垦土壤有机碳含量的有效措施.

关键词：复垦耕地、土壤有机碳、物理-化学联合分组、固碳效率

所属期刊栏目：28

分类号：S153.6;S606.2;X172

资助基金：国家自然科学基金U1710255

在线出版日期：2023-02-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2143-2151