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作为吉林省西部耕地主要土壤类型,黑钙土潜在肥力高,抵御干旱能力弱,覆膜滴灌是开发其农田生产潜力的最佳途径,为使黑钙土达到增碳培肥效果,优质有机物料投入必不可少。不同种类有机物料对于土壤培肥效果存在较大差异,因此对于有机物料缺乏的黑钙土区寻求最适宜培肥的物料种类至关重要。本研究以黑钙土为主要研究对象,以固化秸秆颗粒(Ps)、玉米秸秆粉末(Pr)、腐熟羊粪(M)和黄腐酸(BFA)为供试有机物料种类,采用大田和室内培养相互印证的试验手段开展相关研究。结果表明:
(1)大田试验上,不同种类有机物料在不同施氮水平下对土壤养分周转的影响规律不一。除减量施氮结合BFA外,其余有机物料施入均能有效提高黑钙土碱解氮含量,Ps在各施氮水平下均有利于有效磷含量增加,BFA规律相反。Ps、M和BFA在各施氮水平下均有助于黑钙土速效钾含量的提升。各有机物料培肥黑钙土需与施氮量较好配合才能提升黑钙土全氮和全磷含量,不施氮情况下无法提高全钾含量,Pr在各施氮水平下均可使黑钙土全钾含量降低。Ps在各施氮水平下均可有效提高黑钙土有机质含量。不施氮、减量施氮及过量施氮下,Pr和M能有效降低黑钙土pH;
(2)低施氮条件各有机物料均能使黑钙土碱解氮和全磷呈现消耗态势,而结合低氮和高氮,各有机物料能有效提高有效磷和全钾含量,相反降低黑钙土交换性钾含量、提高交换性钙含量,其中Pr和Ps能有效改善速效钾含量水平,M能增加缓效钾储量;不施氮各有机物料能显著提升过氧化氢酶活性、总碱度和交换性钠含量,相反降低交换性钾含量,而无论施氮与否,4种有机物料在提升黑钙土碱性磷酸酶和脲酶活性方面均比CK更有优势;不同有机物料对黑钙土有着不同的培肥效应,高施氮下各有机物料培肥黑钙土均可使CWSS和CHA有着不同程度的消耗,相反,CFA增加,不利于HS品质改善。不施氮和高施氮条件,各有机物料均有利于黑钙土CHE的提高。在不施氮条件,各有机物料均有利于黑钙土CHu分解。配施高氮,M培肥黑钙土后芳香性和疏水性提高且难于分解,Ps更有利于提高HA分子的复杂程度,Pr不利于黑钙土碳固存并抑制微生物对HA中碳水化合物的消耗,而BFA培肥黑钙土后能使HA分子结构更加脂族化、简单化和年轻化,同时有机碳分解程度和疏水性也被提高;
(3)基于等碳量条件,4种有机物料均能有效提高黑钙土碱解氮含量,其中M效果最佳,但供试物料中只有M能使全氮含量下降。BFA和Pr培肥黑钙土能使有效磷含量增加,但BFA和M却能使全磷有所消耗。除M外,其余3种有机物料均能使黑钙土速效钾、全钾和过氧化氢酶活性提升。各有机物料均能有效提高黑钙土碱性磷酸酶、脲酶、总碱度和交换性钙含量,相反使缓效钾储量、交换性钾含量和CEC降低。随培养进行,不同种类有机物料培肥黑钙土后CWSS均有所消耗、CHu被部分分解、CHA及其缩合程度增加,CFA向CHA转化的趋势明显,其中M培肥黑钙土更有利于CHE提升。以等碳量为前提,BFA和Pr培肥黑钙土更有利于HA矿化,使其分子结构更加脂族化、简单化和年轻化。M更有利于HA的缩合,芳香性有所提升,具有培肥黑钙土的显著优势,而Ps的培肥效果最差,有机碳分解程度、脂肪性和疏水性均有所增加。
(1)大田试验上,不同种类有机物料在不同施氮水平下对土壤养分周转的影响规律不一。除减量施氮结合BFA外,其余有机物料施入均能有效提高黑钙土碱解氮含量,Ps在各施氮水平下均有利于有效磷含量增加,BFA规律相反。Ps、M和BFA在各施氮水平下均有助于黑钙土速效钾含量的提升。各有机物料培肥黑钙土需与施氮量较好配合才能提升黑钙土全氮和全磷含量,不施氮情况下无法提高全钾含量,Pr在各施氮水平下均可使黑钙土全钾含量降低。Ps在各施氮水平下均可有效提高黑钙土有机质含量。不施氮、减量施氮及过量施氮下,Pr和M能有效降低黑钙土pH;
(2)低施氮条件各有机物料均能使黑钙土碱解氮和全磷呈现消耗态势,而结合低氮和高氮,各有机物料能有效提高有效磷和全钾含量,相反降低黑钙土交换性钾含量、提高交换性钙含量,其中Pr和Ps能有效改善速效钾含量水平,M能增加缓效钾储量;不施氮各有机物料能显著提升过氧化氢酶活性、总碱度和交换性钠含量,相反降低交换性钾含量,而无论施氮与否,4种有机物料在提升黑钙土碱性磷酸酶和脲酶活性方面均比CK更有优势;不同有机物料对黑钙土有着不同的培肥效应,高施氮下各有机物料培肥黑钙土均可使CWSS和CHA有着不同程度的消耗,相反,CFA增加,不利于HS品质改善。不施氮和高施氮条件,各有机物料均有利于黑钙土CHE的提高。在不施氮条件,各有机物料均有利于黑钙土CHu分解。配施高氮,M培肥黑钙土后芳香性和疏水性提高且难于分解,Ps更有利于提高HA分子的复杂程度,Pr不利于黑钙土碳固存并抑制微生物对HA中碳水化合物的消耗,而BFA培肥黑钙土后能使HA分子结构更加脂族化、简单化和年轻化,同时有机碳分解程度和疏水性也被提高;
(3)基于等碳量条件,4种有机物料均能有效提高黑钙土碱解氮含量,其中M效果最佳,但供试物料中只有M能使全氮含量下降。BFA和Pr培肥黑钙土能使有效磷含量增加,但BFA和M却能使全磷有所消耗。除M外,其余3种有机物料均能使黑钙土速效钾、全钾和过氧化氢酶活性提升。各有机物料均能有效提高黑钙土碱性磷酸酶、脲酶、总碱度和交换性钙含量,相反使缓效钾储量、交换性钾含量和CEC降低。随培养进行,不同种类有机物料培肥黑钙土后CWSS均有所消耗、CHu被部分分解、CHA及其缩合程度增加,CFA向CHA转化的趋势明显,其中M培肥黑钙土更有利于CHE提升。以等碳量为前提,BFA和Pr培肥黑钙土更有利于HA矿化,使其分子结构更加脂族化、简单化和年轻化。M更有利于HA的缩合,芳香性有所提升,具有培肥黑钙土的显著优势,而Ps的培肥效果最差,有机碳分解程度、脂肪性和疏水性均有所增加。