不同施肥对小麦土壤碳氮含量和储量的影响

蔡梣仪,孙 娟,谢丽红,钟文挺,何玉亭,李 浩,杨 杰,吴继开

(成都市农业技术推广总站，四川 成都 610041)

土壤有机碳和全氮作为土壤养分的重要组成部分，不仅是植物生长必需营养元素的主要来源，也是陆地土壤碳库和氮库的重要组分[1]，其储量的多少会影响整个生态系统的稳定性和持续性，影响全球生态系统中大气二氧化碳浓度和碳氮循环[2]。土壤碳氮储量受自然和土地利用方式、耕作、施肥等人为因素多方作用[3-4]。其中施肥对土壤碳氮储量的影响一直是热点，有研究表明，有机无机肥的配施能显著提高土壤碳和全氮储量[5]，并且二者之间存在显著的正相关关系[6]。本研究通过大田试验，探索不同施肥对小麦土壤碳氮含量和储量的影响，以期为当地化肥减量技术的推广应用提供理论基础和科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地块概况

试验地位于成都平原，属亚热带湿润季风气候区，土壤类型为灰棕潮大泥田，土层深厚，地力均一。试验前土壤基本性状见表1。

表1 供试土壤基本性状

1.2 供试材料

供试小麦品种为：川麦104。

供试肥料为：商品有机肥(执行标准NY525-2012，有机质含量≥45%、养分含量≥5%)、氯钾型三元复合肥(15-15-15)、尿素(N∶46%)、过磷酸钙(P2O5∶12%)、氯化钾(K2O∶60%)。

1.3 试验设计与处理

试验随机区组排列，小区面积28m2，小区之间垄埂，间隔50cm。试验设置6个处理，3次重复。其中，CK处理为空白不施肥，T1处理为常规施肥、T2处理为80%常规施肥，T3～T5处理在T2处理基础上增施不同量有机肥。有机肥、复合肥、磷肥均作基肥一次施用，尿素、氯化钾作穗肥施用(施肥情况见表2)。小麦播种量为357kg/hm2。试验于2017年10月至2018年5月进行，各处理的其他管理措施一致，按当地常规进行。

1.4 研究方法

1.4.1 土壤采样方法 于小麦成熟期，按5点混合取样法采集各小区0～20 cm土层土样，去除可见杂物，四分法保留1kg，自然风干后磨细，过0.25mm筛待测。在耕作层用环刀采样，用于容重测定。

1.4.2 检测项目与方法 检查项目：土壤容重、有机质、全氮。检测方法：土壤容重测定采用环刀法，土壤有机质采用K2CrO4外加热法进行测定，土壤全氮测定采用开氏定氮法。

表2 试验各处理施肥情况(kg/hm2)

表3 不同施肥处理小麦土壤有机碳、全氮含量的影响

土壤有机碳含量计算公式：TOC=0.58SOM

式中SOM指土壤有机质含量(g/kg)。

1.4.4 数据处理与统计分析 采用SPSS进行统计分析，图表制作采用Excel。

2 结果分析

2.1 不同施肥对小麦土壤有机碳、全氮含量的影响

从表3可以看出施肥各处理有机碳含量较CK均达到显著水平，比CK增加8.63%～15.74%。化肥减量20%处理T2与常规施肥处理T1无明显差异，化肥减量20%基础上配施有机肥处理T3、T4、T5土壤有机碳含量分别比T2增长0.67g/kg、0.99g/kg、1.23g/kg，增长率为4.06%、6.01%、7.45%。其中T4、T5处理较T2差异显著，说明化肥减量20%，配施3000～4500kg/hm2有机肥能显著提高试验区土壤有机碳含量。

各处理土壤全氮含量从大到小排序依次为T5>T4>T1>T3>T2>CK，T2处理土壤全氮含量较T1处理无显著性降低，说明试验区化肥减量20%不会明显影响土壤全氮含量。T3、T4、T5处理土壤全氮含量比CK显著增加18.03%、27.46%、29.71%，较T2增加3.23%、11.47%、13.44%，但差异不明显。

2.2 不同施肥对小麦土壤碳氮储量的影响

利用耕层土壤容重及有机碳含量(表3)带入公式估算出的耕层土壤有机碳储量如图1所示。施肥各处理小麦土壤有机碳储量均显著高于空白不施肥

处理。其中，T2土壤有机碳储量较T1减少1.14%，无明显差异，说明本研究中化肥减量20%不会使土壤有机碳储量显著降低；施用有机肥各处理，其有机碳储量排序依次为：T5>T4>T3，比T2增加4.37%、3.21%、1.61%，表明随着有机肥用量的增加，土壤有机碳储量有递增的趋势。

由图2可知，本试验施肥各处理土壤全氮储量均高于空白处理CK，T2处理较T1处理差异不显著；T3、T4、T5处理土壤全氮储量比CK增加15.54%～26.33%，比T2增长1.97%、9.73%、11.49%，且T4、T5较CK达到显著水平，但与T2差异不明显。

2.3 不同施肥对小麦土壤碳氮关系的影响

本试验中，T3、T4、T5处理土壤碳氮储量的变化趋势同土壤有机碳和全氮含量变化趋势基本一致，均随着有机肥用量增加而增加。耕层土壤全氮含量同有机碳含量相关性分析(图3)表明，耕层土壤全氮含量变化(y)与有机碳含量(x)可用线性方程y=0.1859x-1.2018来表示(r=0.82**，n=18)，与樊红柱等[7]对紫色水稻土长期定位试验的结果一致，说明有机碳和全氮之间关系密切，存在显著正相关关系。

3 小结

土壤有机碳、全氮含量及储量高低不仅与植被、气候、土壤类型和质地有关，而且与施肥等密切相关[8]。本试验中，不同施肥对小麦地土壤有机碳、全氮含量和储量影响不一，常规施肥处理土壤有机碳和全氮含量及储量均高于化肥减量20%处理，但差异不显著；配施有机肥各处理土壤有机碳、全氮含量分别较化肥减量20%处理增加4.06%～7.45%、3.23%～13.44%，碳氮储量分别比化肥减量20%处理提升1.61%～4.37%、1.97%～11.49%，其中以化肥减量20%基础上配施有机肥3000～4500kg/hm2效果较佳。此外，土壤碳、氮循环相互影响，共同作用，有着极显著性线性关系。