文章摘要
优化施肥促进华北麦玉轮作系统土壤有机碳积累
Optimized fertilization promoted soil organic carbon accumulation in wheat-maize rotation system in North China
投稿时间:2024-04-10  修订日期:2024-06-14
DOI:
中文关键词: 秸秆还田  优化施肥  小麦-玉米轮作  有机碳含量  有机碳矿化
英文关键词: straw returning  optimized fertilization  wheat-maize rotation  soil organic catbon concentration  soil organic carbon mineralization
基金项目:山西省基础研究计划项目(202203021212424);山西省博士研究生来晋工作奖励经费科研项目(SXBYKY2022110);山西农业大学“引进人才科研启动工程”项目(2023BQ39);国家小麦产业技术体系(CARS-03-53)Project supported: Basic Research Project of Shanxi Province (202203021212424); The Doctoral Working Award Fund Project of Shanxi Province (SXBYKY2022110); The Start-Up Project for Introduction of Talent of Shanxi Agricultural University (2023BQ39); China Agriculture Research System (Wheat, CARS-03-53) 优化施肥促进麦玉轮作种植系统土壤有机碳积累
作者单位邮编
张慧芋 山西农业大学小麦研究所 041000
田园 山西农业大学小麦研究所山西农业大学(作物科学研究所)农学院 
张晶 山西农业大学小麦研究所 
赵文欣 阿荣旗农业事业发展中心 
张定一* 山西农业大学小麦研究所 041000
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中文摘要:
      【目的】为揭示不同施肥方式对华北小麦—玉米轮作种植系统土壤有机碳库的影响,【方法】本研究将“小麦—玉米”作为一个施肥单元,于2014年10月开展田间定位试验,采用二因素裂区设计,以冬小麦—夏玉米两季作物磷钾肥分配比(A)为主区,设磷钾肥全部施入小麦季(A1)和小麦季:玉米季为2:1(A2)两个水平,以两季作物总施氮量(B)为裂区,设施纯氮450 kg·hm-2(B1)和600 kg·hm-2(B2)两个水平,同时以两季作物全生育期不施肥为对照,共5个处理,于2022年10月玉米收获后采集0—20 cm土壤样品,分析研究8年后不同施肥方式对该种植系统土壤有机碳库的影响。【结果】结果表明:除A1B2处理下土壤总有机碳(SOC)和微生物量碳(MBC)含量与CK处理差异不显著,四种施肥处理下土壤有机碳(SOC)、颗粒态有机碳(POC)、活性有机碳(LOC)、DOC和MBC含量、SOC储量均显著高于CK,增幅分别达8%—55%、75%—237%、98%—214%、42%—66%、21%—50%和3%—29%。四种施肥处理中A2B1处理下SOC及其活性组分含量、SOC储量均显著高于A1B1和A1B2,而与A2B2处理在LOC、DOC、MBC含量和SOC储量间差异不显著。同时,A2B1处理下土壤碳库管理指数(CPMI)显著最高。对于SOC矿化指标而言,SOC累积矿化量(Cm)、潜在可矿化碳(Cp)和SOC矿化效率(Cp/SOC)均表现为:A1B1>A1B2>CK>A2B1>A2B2,且除A2B1和A2B2处理间Cp/SOC差异不显著,Cm和Cp在各处理间差异均显著。相关分析研究表明,β-1,4纤维二糖苷酶活性以及土壤全氮、碱解氮、速效磷和速效钾均为提高SOC及其活性组分含量以及CPMI的关键因子,而碳累积输入量可通过增加SOC含量降低Cp/SOC。【结论】综上,本试验条件下,磷钾肥在小麦季和玉米季2:1的分配比,配合两季作物450 kg·hm-2的总施氮量,可增加麦玉复种系统SOC及其活性组分含量,提升土壤养分有效性,降低SOC矿化分解,同时,该施肥方式下较高的碳累积输入量通过增加SOC含量,降低Cp/SOC,最终实现SOC储量增加,有利于维持该种植系统的可持续生产。
英文摘要:
      本研究突破以往单纯秸秆还田或者秸秆还田配施氮肥对作物生产或农田生态的影响,将“小麦—玉米”作为一个施肥单元,在秸秆全量条件下,分配两季作物施肥方式及施肥量,通过评估不同施肥方式下土壤有机碳库效应,试图探索有利于小麦-玉米轮作种植系统可持续生产的田间管理措施。
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