长期施肥下典型水稻土有机碳组分的剖面差异特征及影响因素

来源 :江西农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:angieho
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本研究针对江西省长期施肥条件下典型水稻土有机碳及其碳组分含量的剖面差异特征、有机碳化学结构差异特征以及有机碳组分的影响因素尚不明确等问题,以江西省(上饶万年、宜春上高、赣州兴国、南昌进贤)四个县的国家监测点2019年0~100cm深度的土壤样品为研究对象,研究江西省长期施肥下典型水稻土有机碳及其碳组分含量的剖面变化差异,探讨长期施肥对有机碳化学结构稳定性的影响,明确有机碳的主要来源,并量化影响有机碳组分含量的主要土壤因素。主要研究结果如下:(1)万年、上高、兴国、进贤国家级监测点剖面有机碳含量分别在6.26~29.06、2.58~21.80、3.38~22.18、2.15~23.03 g/kg之间。万年、上高、进贤点位常规处理下表层(0~20 cm)有机碳含量均显著高于无肥处理;兴国点位的无肥、常规处理之间表层有机碳含量无显著性差异。深层(20~100 cm)土壤有机碳含量均显著低于表层,深层土壤中40~60、60~80、80~100 cm土层之间有机碳含量均无显著性差异。这表明,表层土壤受施肥等农业管理措施的影响较大,长期常规施肥处理更有利于表层有机碳的累积。(2)长期常规施肥使可溶性有机碳、高锰酸钾可氧化碳、惰性有机碳含量比无肥处理分别显著提高了65.78%、10.21%~55.22%、26.02%~46.21%;使进贤点位可溶性有机碳、高锰酸钾可氧化碳含量比无肥处理分别显著降低了75.43%、34.89%。深层土壤中可溶性、高锰酸钾氧化碳、惰性有机碳含量均低于表层。(3)万年、上高、兴国、进贤四个国家监测点位0~20 cm及80~100 cm无肥、常规处理的红外吸收光谱的特征峰形态基本一致。不同类型碳官能团的相对含量百分比表现出相同的趋势。这表明,施肥方式和深度对土壤有机碳的化学结构种类没有影响,外源碳(有机肥、水稻根系、残茬)化学结构的相似性是导致有机碳化学结构相似性的主要原因。(4)表层土壤中,脂族C/芳香C、烷基C/烷氧C的比值分别在3.05~7.21、0.39~0.65之间,芳香度在0.12~0.25之间。深层(80~100 cm)中,脂族C/芳香C、烷基C/烷氧C的比值分别在1.98~8.03、0.20~1.29之间,芳香度在0.11~0.34之间。与无肥处理相比,长期常规施肥使万年、兴国点位表层稳定性增加,上高、进贤点位表层稳定性降低;使上高、兴国点位深层稳定性增加,万年、进贤点位深层稳定性降低。(5)长期常规施肥条件下,万年、上高、兴国、进贤点位深层(Gal+Man)/(Ara+Xyl)的比值均高于表层,分别提高了41.94%、1.98%、32.98%、7.32%。长期常规施肥条件下,万年、上高、进贤点位深层Glu N/Mur N的比值均高于表层,分别提高了14.97%、19.59%、32.84%;而兴国点位深层Glu N/Mur N的比值低于表层,降低了9.88%。这表明,与表层土壤相比,长期施肥条件下四个点位深层土壤中微生物源有机碳增多;万年、上高、进贤点位深层土壤中真菌残留物相对贡献大于细菌,而兴国点位深层土壤中细菌残留物相对贡献大于真菌。(6)土壤性质对万年、上高、进贤点位可溶性有机碳含量总方差变异解释率为83.2%。其中p H、AN、AP、SOC可分别解释可溶性有机碳含量变异的0.9%(P<0.05)、70.1%(P<0.01)、6.8%(P<0.01)、5.0%(P<0.01)。土壤性质对万年、上高、兴国、进贤点位高锰酸钾氧化碳、惰性有机碳含量总方差变异解释率为92.6%。p H、AK、AN、AP、SOC可分别解释两者含量变异的1.1%(P<0.01)、1.1%(P<0.01)、0.9%(P<0.01)、0.7%(P<0.01)、88.4%(P<0.01)。因此,p H、AK、AN、AP、SOC是影响江西省长期施肥条件下典型水稻土有机碳组分含量的主要因素。
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