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| 厕所粪污回用对华北农田土壤团聚体及活性有机碳组分的影响 |
| Effects of toilet blackwater application on soil aggregates and labile organic carbon fractions in farmland of North China Plain |
| 投稿时间：2026-05-27 修订日期：2026-07-23 |
| DOI： |
| 中文关键词: 厕所粪污还田 土壤团聚体 活性有机碳 土壤固碳 土壤结构 |
| 英文关键词: toilet manure return soil aggregates labile organic carbon soil carbon sequestration soil structure |
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| 中文摘要: |
| 为探究无害化厕所粪污还田对华北潮土水稳性团聚体及活性有机碳的影响，本研究采用随机区组设计，设置不施肥对照（CK）、单施化肥（HF）、低量粪污替代化肥（P1，替代比例33%，粪污N:化肥N = 1:2）、高量粪污替代化肥（P2，替代比例67%，粪污N:化肥N = 2:1）及单施粪污（F，替代比例100%）5个处理。测定土壤团聚体粒径分布、稳定性指标R0.25（大于0.25mm水稳性团聚体比例）、MWD（平均质量直径）、GMD（几何平均直径）、有机碳组分及盐基离子含量，并分析其相关性。同时测定作物产量及品质指标。结果表明：与CK和HF相比，粪污还田显著降低了≤0.25 mm微团聚体比例（P<0.05），提高了>5 mm和1~2 mm大团聚体比例，其中F处理>5 mm团聚体占比提升41.9%。团聚体稳定性指标随粪污替代比例增加显著升高（P<0.05），F处理MWD和GMD分别达1.28 mm和0.51 mm。粪污还田显著提升了土壤总有机碳（SOC）及其活性组分含量（P<0.05），F处理SOC与可溶性有机碳（DOC）分别提高19.0%和63.4%；同时大幅增加了土壤Ca²?和K?含量。相关性分析表明，Cl?、Ca²?、Na?与大团聚体呈显著正相关（P<0.05），与微团聚体呈显著负相关（P<0.05）。产量方面，HF处理最高（15.80 t·hm?²），P2处理次之（11.32 t·hm?²）；品质方面，粪污处理显著降低了硝酸盐含量（P<0.05），F处理可溶性糖和辣椒素含量较CK分别提高157.1%和35.3%。研究表明，厕所粪污还田促进微团聚体向大团聚体转化，提升土壤碳库活性。其中P2处理兼顾了土壤改良与作物产出，为华北平原耕地质量提升提供了可选择的模式。 |
| 英文摘要: |
| 1. 系统揭示了厕所粪污还田对华北平原潮土水稳性团聚体组成与稳定性的影响机制：研究发现粪污还田通过显著增加土壤盐基离子（Ca²+、K+等）和有机胶结物质，驱动微团聚体向 >5 mm 及 2-1 mm 大团聚体转化，并明确了 Cl-、Ca²+、Na+ 与团聚体组分的显著相关性，为厕所粪污资源化利用提供了新的团聚体尺度证据。
2. 提出了兼顾土壤结构改良与作物品质提升的适宜粪污替代比例：与单施化肥相比，粪污替代化肥比例 2:1（P2）处理不仅显著提高了团聚体稳定性和活性有机碳组分，而且在保持较高辣椒产量的同时，大幅降低了果实硝酸盐含量，提升了可溶性糖、辣椒素、可溶性蛋白及氨基酸含量，实现了土壤健康与农产品质量的双重优化。 |
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