施肥对黄壤旱地土壤有机碳稳定性的影响

来源 :贵州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wildboar2009
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使更多的有机碳被固定在土壤中,可达到减少温室气体排放的目的。土壤有机碳的稳定性决定着土壤有机碳在土壤中的固存量,因此研究土壤有机碳的稳定性具有重要意义。为明确施肥对黄壤旱地土壤有机碳稳定性的影响特征,本研究于2020-2021年共设置4各处理:不施肥(CK)、单施化肥(NP)、化肥减量配施有机肥[1/2(NPM)]和单施有机肥(M),从土壤有机碳及其组分、矿化和微生物群落结构的角度研究黄壤有机碳稳定性对不同施肥处理的响应。取得的主要结果和结论如下:(1)化肥减量配施有机肥和单施化肥显著提高土壤有机碳含量。1/2(NPM)处理土壤有机碳增幅为8.5%~8.8%,M处理土壤有机碳增幅为7.9%~9.5%。施肥增加了土壤活性有机碳组分,其中以化肥减量配施有机肥处理最为显著,该处理增加易氧化有机碳19.5%~29.3%。施肥显著增加可溶性有机碳和微生物量碳含量,其增幅分别为34.9%~97.0%和16.3%~47.0%。施肥显著提高土壤ROC/SOC、DOC/SOC和MBC/SOC,其增幅为12.7%~16.7%,20.0%~100.0%和14.3%~36.5%。说明化肥减量配施有机肥处理对土壤碳库的利用效率较高,土壤碳库的稳定性好,更利于有机碳的积累。(2)施肥对游离活性有机碳组分含量无显著差异。1/2(NPM)处理显著提高物理保护有机碳组分、化学保护有机碳组分含量,其增幅分别为35.0%~83.3%和9.9%~18.5%。仅M处理显著提升生物化学保护有机碳组分含量。与CK处理相比,各处理游离活性有机碳组分分配比例和生物化学保护有机碳组分分配比例无显著差异,仅1/2(NPM)处理显著提升物理保护有机碳组分分配比例和化学保护有机碳组分分配比例,分别提升了70.6%和18.5%,说明化肥减量配施有机肥显著提升土壤有机碳稳定组分从而提高土壤有机碳稳定性。(3)土壤有机碳矿化速率总体上均呈现先大幅下降,而后小幅下降,最后趋近于平稳的趋势。土壤有机碳累积矿化量随培养时间呈上升趋势,但其强度逐渐减缓。土壤有机碳累积矿化量均表现为以M处理最高,其次是NP处理和1/2NPM处理,CK处理最低。与CK处理相比,NP处理和M处理显著增加土壤有机碳累积矿化率,结果表明施肥促进土壤有机碳矿化,有机碳矿化作用从快到慢最后趋向于平稳,其中化肥减量配施有机肥最有利于土壤固碳。(4)化肥减量配施有机肥显著增加细菌群落丰富度和真菌群落多样性,对细菌群落多样性和真菌群落丰富度无无显著影响。施肥对土壤细菌和真菌优势菌门种类均无显著影响,但改变了各细菌和真菌门类的相对丰度。Beta多样性结果表明NP和M处理细菌群落自成一类,CK和1/2(NPM)处理真菌群落自成一类。此外,Lefse多级物种差异判别分析结果表明,不同施肥处理下土壤中细菌和真菌从门至属分类中差异性较大的分别有75种和45种,均表现为M处理占比最多,分别为36.0%和28.9%。土壤CMROC和CMOC是细菌群落变异的主要贡献者,土壤DOC、CMOC、CMROC、ROC是主导真菌群落变异的主要因素。结果表明,化肥减量配施有机肥通过土壤有机碳矿化作用影响土壤微生物群落丰度,减少有降解功能的微生物群落丰度,从而提高土壤有机碳稳定性。综上所述,化肥减量配施有机肥通过改变土壤一些土壤微生物丰度从而降低复杂底物分解,提高土壤有机碳稳定组分含量,降低土壤有机碳累积矿化率,进而提高了土壤有机碳稳定性和提高土壤有机碳含量。
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