APP下载

不同比例化肥减量配施有机肥对植烟土壤有机碳固存的影响*

2024-02-20熊于斌余顺平俞海冰

中国生态农业学报(中英文) 2024年2期
关键词:植烟碳库土壤有机

熊于斌,余顺平,杨 娅,黄 琳,俞海冰,汤 利,3**

(1.云南农业大学资源与环境学院 昆明 650201;2.云南农业大学烟草学院 昆明 650201;3.农业农村部云南耕地保育科学观测实验站 昆明 650201)

土壤有机碳(soil organic carbon)是土壤肥力和质量的关键组成部分,其含量高低、质量好坏直接影响土壤肥力质量水平[1]。土壤碳库储量是大气碳库的2 倍,土壤碳库的细微变化不仅影响土壤肥力质量,也会显著影响大气碳库的变化,土壤碳固定在全球碳平衡中占据重要地位[1-2]。土壤碳库中有机碳库占比较大,易受耕作措施影响,稳定性较差[3],农业生产通过直接改变有机碳的输入和间接改变微生物的环境条件影响土壤有机碳[4]。因此,增加土壤碳固存不仅是影响气候环境的重要过程,同时也是提高土壤质量,促进农业绿色可持续发展的重要途径[5]。

合理的农业措施可以通过增加碳投入和减少土壤有机碳流失两种策略来提高土壤固碳能力,进而增加土壤碳固存速率和碳固存量[4-5]。现有研究表明,在集约化栽培水稻(Oryza sativa)-小麦(Triticum aestivum)种植制度下,长期施用农家肥通过积累和固存土壤中的碳来维持土壤肥力[6]。在春玉米(Zea mays)-秋玉米-冬闲种植模式下,长期施用鲜猪粪进行有机培肥较单施化肥可更好地提升有机碳活性,增强有机碳的物理保护效应,从而促进旱地红壤总有机碳的固存[7]。长期有机无机配施可显著缓解施用化肥引起的土壤酸化问题,并改善土壤有机碳库[8]。但化肥减量条件下配施有机类肥料对土壤碳固存的影响及其长期效应尚少见报道。

云南是我国烤烟的主产区,与其他大田作物生产不同,烤烟(Nicotiana tabacum)生产管理以保障烟叶质量、优质适产为主要目标。根据植烟区土壤和烤烟品种特性,各烟区建立了规范的施肥和管理方案,化肥用量较为合理,养分比例以高钾较为适宜,植烟土壤中有效钾的含量较高[9]。钾肥的施用可通过提高根冠比来促进土壤碳固存[10]。但过去由于长期施用化肥,带来植烟土壤酸化、板结,养分利用效率低和烟田土壤肥力质量严重下降等问题,使烟叶产质量受到严重影响[11-12]。现有研究表明,化肥减量合理配施有机肥可提高烤烟产质量,改善土壤理化性状,提高化肥利用效率,有效调控土壤微生物区系,并降低土传病害,是促进烟叶优质高效生产的重要技术模式之一[13-15]。化肥减量配施有机肥可提高土壤碳库管理指数[16],但连续不同比例化肥减量条件下,配施有机肥对植烟土壤有机碳固存的长期效应如何,尚缺乏系统研究。

土壤碳库活度指数是表征土壤有机碳可利用性的重要指标,反映土壤活性有机碳数量的变化,可有效衡量土地管理措施下土壤有机碳可利用性,活度指数越高,土壤有机碳的可利用性越强[16-18]。土壤碳库管理指数则是表征外界条件对土壤有机碳含量的影响和土壤碳库活度的综合性指标,能够较全面和动态反映外界条件对土壤有机碳的影响[17-18]。前期的研究表明,化肥减量合理配施有机肥可提高烤烟土壤碳库管理指数[16]。但连续化肥减量配施有机肥对植烟土壤有机碳固存的长期效应尚缺乏系统研究。因此,本研究基于连续9 年的田间定位试验,对不同比例化肥减量配施有机肥影响植烟土壤碳固存的长期效应进行探究,以期为烟叶优质绿色低碳生产和农田土壤固碳减排提供科学依据和参考。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

田间定位试验位于云南省昆明市寻甸县云南农业大学现代农业教育科研基地(25°56ˊN,103°25ˊE),试验为始于2013 年的长期小区定位试验,小区仅种植烤烟。2013 年定位试验开始时0~20 cm 土壤理化性质: pH 6.8,有效氮含量94.6 mg·kg−1,有效磷含量15.2 mg·kg−1,速效钾含量125 mg·kg−1,有机碳含量21.6 g·kg−1,容重1.13 g·cm−3。

1.2 试验设计

基于始于2013 年的长期小区定位试验,本试验于2021 年5—10 月,选择不施肥(CK)和当地常规推荐施肥(CF-1,100%化肥)为对照,及不同化肥减量比例配施有机肥处理: 80%化肥(CF-2,化肥减量20%)、80%化肥配施有机肥(OF-1,化肥减量20%+3000 kg·hm−2有机肥)、60%化肥配施有机肥(OF-2,化肥减量40%+6000 kg·hm−2有机肥)、70%化肥配施有机肥和生物有机肥(BOF,化肥减量30%+3000 kg·hm−2有机肥+1500 kg·hm−2生物有机肥),共6 个处理。每个处理3 次重复,小区面积24 m2(4.0 m×6.0 m),随机区组排列,试验小区之间、重复区组间均设置隔离带。

每小区种植烤烟5 墒,每墒7 株,共35 株,种植密度为15 000 株∙hm−2,烟株行距0.5 m×1.2 m。供试烤烟品种为‘云烟87’,由当地烟草公司统一育苗。

供试化肥为当地推荐烟草专用肥(N 15%、P2O510%、K2O 25%),常规推荐施肥量为105 kg(N)·hm−2,N∶P2O5∶K2O 为3∶2∶5。其中化肥60%做基肥,40%做追肥。供试有机肥和生物有机肥由江苏新天地生物肥料工程中心有限公司提供,有机肥含有机质≥35%,氮磷钾≥5%;生物有机肥含有机质≥30%,氮磷钾≥6%,有效活菌数≥0.5×108∙g−1。

不同比例化肥减量配施有机肥处理,化肥用量均按比例减量施用,配施的有机肥料均为基肥一次性施入。田间管理措施按优质烟叶生产技术要求操作。

1.3 样品采集与处理

2021 年烟叶采烤结束后,采用5 点混合取样法取根区0~20 cm 土壤样品,风干土和鲜土样品按相关操作要求分别保存[19]。土壤有机碳(SOC)和土壤溶解性有机碳(DOC)分别用TOC 仪固相法和液相法测定,土壤活性有机碳(LOC)用333 mmol·L−1高锰酸钾氧化法测定,土壤微生物量碳(MBC)用氯仿熏蒸硫酸钾浸提法-TOC 仪液相法测定,土壤容重为环刀法。

在烤烟采烤期,每小区随机选取3 株烤烟按下、中、上部叶的次序采收,测定小区烤烟产量。烘烤完成后,请属地烟站工作人员根据国家标准GB 2635—92 进行烟叶分级。

1.4 数据处理与分析

用Microsoft Excel 2010 处理数据,用SPSS 25.0进行方差分析,显著设置根据数据样本确定;用Canoco5、Origin 2021 作图。

植烟土壤碳固存及土壤碳库指数参照相关方法计算[20-22]:

式中: SOCs 为土壤有机碳储量,SOC 为土壤有机碳含量,BD 为土壤容重,H为土层厚度(20 cm),10 为校正系数。

式中:ΔC为土壤有机碳固存量,SOCS2为2021 年土壤有机碳储量,SOCS1为2013 年土壤有机碳储量。

式中:V为土壤固碳速率,ΔC为土壤有机碳固存量,t为试验年限。

式中:W为土壤固碳效率,V为年平均有机碳固存速率,Cp为年均碳投入量。

式中: SI 为碳敏感指数,SOCx为各试验处理下土壤有机碳含量,SOCa 为对照处理下土壤有机碳含量,1为校正系数。

式中:A为碳库活度,LOC 为活性有机碳,ROC 为非活性有机碳。

式中: AI 为碳库活度指数,Ax为各试验处理下土壤碳库活度,Aa 为对照处理下土壤碳库活度。

式中: CPI 为碳库指数。

式中: CPMI 为碳库管理指数,CPI 为碳库指数,AI 为碳库活度,100 为换算系数。

逐步回归模型方程:

式中:y为反应变量,β0是截距,A1、A2、A3、···、An是指示变量,β1、β2、β3、···、βn是指示因子与反应变量间的回归系数。

2 结果与分析

2.1 植烟土壤有机碳储量与固碳速率

2.1.1 植烟土壤有机碳储量

基于试验地本底(2013 年)分析了耕层土壤(0~20 cm)有机碳储量的变化。与当地常规推荐施肥(CF-1)相比,连续9 年不施肥(CK)处理耕层土壤有机碳储量显著下降13.38% (P<0.05),化肥减量(CF-2)处理土壤有机碳储量呈下降趋势,但未达显著差异(图1)。连续9 年不同比例化肥减量配施有机肥后,植烟土壤有机碳储量显著增加。与CF-1 相比,连续9 年不同比例化肥减量配施有机肥的OF-1、OF2 和BOF 处理土壤有机碳储量分别增加15.33%、30.24%和31.16% (P<0.05)。OF-2 和BOF 处理对植烟土壤有机碳储量提升的效果最显著,显著高于OF-1,但两处理间无显著差异。

图1 长期不同比例化肥减量配施有机肥对植烟土壤有机碳储量的影响Fig.1 Effects of long-term combined applicaiton of reduced chemical fertilizer with different proportions and organic fertilizer on organic carbon storage in tobacco soil

2.1.2 植烟土壤固碳速率和固碳效率

连续9 年不同比例化肥减量配施有机肥下,植烟土壤年平均有机碳固存速率的变化范围为−0.62(CK)~0.67 t·hm−2·a−1(BOF)。连续不施肥和施用化肥处理(CK、CF-1 和CF-2),植烟土壤年平均固碳速率均小于0,分别为−0.62 t·hm−2·a−1、−0.23 t·hm−2·a−1和−0.33 t·hm−2·a−1。与CF-1 处理相比,CK 处理的年均固碳速率下降169.57% (P<0.05)。

连续不同比例化肥减量配施有机肥的OF-1、OF-2 和BOF 处理均显著增加了植烟土壤的年平均固碳速率,年均固碳速率分别为0.21 t·hm−2·a−1、0.65 t·hm−2·a−1和0.67 t·hm−2·a−1。与CF-1 相比,OF-1、OF-2 和BOF 处理年均固碳速率分别显著提高191.3%、382.61%和391.3% (图2A、P<0.05)。此外,与CF-1相比,OF-1、OF-2 和BOF 处理固碳效率分别显著提高108.2%、113.42%和121% (图2B、P<0.05)。

图2 连续不同比例化肥减量配施有机肥对植烟土壤固碳速率(A)和固碳效率(B)的影响Fig.2 Effects of long-term combined applicaiton of reduced chemical fertilizer with different proportions and organic fertilizer on carbon sequestration rate (A) and carbon sequestration efficiency (B) of tobacco soil

连续不同比例化肥减量配施有机肥下,土壤有机碳固存速率随碳投入量的增加而增加(P=0.001),并随碳投入量的持续增大具有减缓的趋势(图3A)。土壤有机碳固存效率随碳投入量增加先快速提高,随后达到平衡(P<0.001);对固碳效率拟合分析中趋于平衡部分进行深入分析,结果显示土壤有机碳固存效率随着碳投入的持续增加先提高,达到峰值后再降低(图3B)。

图3 碳投入量和植烟土壤固碳速率(A)和固碳效率(B)的关系Fig.3 Relationships between carbon input and soil carbon sequestration rate (A) and carbon sequestration efficiency (B)

2.2 植烟土壤有机碳组分与碳敏感指数

2.2.1 植烟土壤有机碳组分

由图4 可知,与常规施化肥(CF-1)相比,连续不施肥(CK)处理土壤有机碳(SOC)及其组分活性有机碳(LOC)、溶解性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)含量分别显著下降16.65%、37.80%、14.94%和41.99% (P<0.05);连续不同比例化肥减量配施有机肥的OF-1、OF-2 和BOF 处理SOC 含量分别显著增加9.56%、20.92%和13.92% (P<0.05),LOC 含量分别显著增加43.39%、67.97%和41.71% (P<0.05),DOC 含量分别显著增加14.84%、19.13%和25.35%(P<0.05),MBC 含量分别显著增加22.80%、37.20%和36.42% (P<0.05) 。

图4 连续不同比例化肥减量配施有机肥对植烟土壤有机碳、活性有机碳、溶解性有机碳和微生物量碳的影响Fig.4 Effects of long-term combined applicaiton of reduced chemical fertilizer with different proportions and organic fertilizer on organic carbon,labile organic carbon,dissolved organic carbon and microbial biomass carbon of tobacco soil

2.2.2 植烟土壤碳组分敏感指数

土壤有机碳组分敏感指数能有效反映土壤碳库活度。以常规施化肥(CF-1)为参照,计算并分析不同处理的有机碳组分敏感指数(SI)。不同处理下SOC、LOC、DOC 和MBC 的SI 变化范围分别为−0.1665~0.2095、−0.3772~0.6800、−0.1493~0.2535 和−0.4199~0.3721。不同处理有机碳组分SI 存在显著差异,不施肥(CK)处理的各碳组分SI 均为最低,其次为CF-2。连续不同比例化肥减量配施有机肥OF-1、OF-2 和BOF 处理SOC、LOC 和MBC 组分SI 均显著高于CK 和CF-2;OF-2 和BOF 处理DOC 敏感指数显著高于CK 和CF-2 (表1)。

表1 连续不同比例化肥减量配施有机肥对植烟土壤有机碳组分敏感指数的影响Table 1 Sensitivity indexes (SI) of organic carbon,labile organic carbon,dissolved organic carbon and microbial biomass carbon of tobacco soil under long-term combined applicaiton of reduced chemical fertilizer with different proportions and organic fertilizer

2.3 植烟土壤碳库活度与碳库管理指数

表2 结果表明,不同比例化肥减量配施有机肥显著提高植烟土壤碳库活度(A)、土壤碳库活度指数(AI)、土壤碳库指数(CPI)和土壤碳库管理指数(CPMI),整体表现为: 不同比例化肥减量配施有机肥>常规施化肥>不施肥。与常规施化肥(CF-1)处理相比,不施肥(CK)处理的A、AI、CPI 和CPMI 分别显著下降39.53%、39.00%、13.00%和46.81% (P<0.05);连续不同比例化肥减量配施有机肥的OF-1、OF-2 和BOF 处理土壤碳库活度分别提高74.42%、104.65%和46.51%,土壤碳库活度指数分别提高75.00%、105.00%和46.00%,土壤碳库指数分别显著提高15.00%、27.00%和22.00%,土壤碳库管理指数分别显著提高100.81%、159.78%和79.57% (表2)。

表2 连续不同比例化肥减量配施有机肥对土壤碳库活度(A)、活度指数(AI)、碳库指数(CPI)、碳库管理指数(CPMI)的影响Table 2 Carbon pool activity,carbon pool activity index,carbon pool index and carbon pool management index of tobacco soil under long-term combined applicaiton of reduced chemical fertilizer with different proportions and organic fertilizer

采用逐步回归模型,以碳库管理指数(CPMI)为反应变量,土壤有机碳(SOC)、土壤活性有机碳(LOC)、土壤溶解性有机碳(DOC)和土壤微生物量碳(MBC)为指示变量,最终模型结果表明活性有机碳(LOC)对碳库管理指数的变化最灵敏(R2=0.872,标准化系数=0.938,P<0.001),表明可将LOC 作为碳库管理指数的指示指标。

2.4 植烟土壤有机碳组分、碳固存与烟叶产质量的关系

2.4.1 烟叶产质量

连续9 年的化肥减量配施有机肥提高了烟叶产质量(表3)。与常规施化肥(CF-1)相比,不施肥(CK)烟叶产量降低了43.65% (P<0.05),上等烟叶比例显著降低77.99% (P<0.05),中上等烟叶比例显著降低24.24% (P<0.05);不同比例化肥减量配施有机肥的OF-1、OF-2 和BOF 处理烟叶产量分别增加10.32%、33.47%和35.32% (P<0.05),上等烟叶比例分别显著提高31.37%、44.41%和57.81% (P<0.05),中上等烟叶比例分别显著提高14.63%、21.98%和18.40% (P<0.05)。

表3 连续不同比例化肥减量配施有机肥对烟叶产质量的影响Table 3 Effects of long-term combined applicaiton of reduced chemical fertilizer with different proportions and organic fertilizer on yield and quality of tobacco

2.4.2 植烟土壤有机碳组分、碳固存与烤烟产质量的关系

不同比例化肥减量配施有机肥下植烟土壤有机碳组分和碳固存对烤烟产质量的影响显著。对植烟土壤有机碳组分、有机碳储量、碳库管理指数和烟叶产质量之间的相关性(表4)结果表明,植烟土壤有机碳储量、土壤活性有机碳、土壤溶解性有机碳、土壤微生物量碳和碳库管理指数与烟叶产质量之间均存在显著的正相关性(P<0.05)。表明连续不同比例化肥减量配施有机肥改善了土壤有机碳库组分和碳库管理指数,促进了烟叶产质量的提升。

表4 植烟土壤碳组分、碳库管理指数、烟叶产质量之间的相关性Table 4 Correlation between soil carbon components,carbon pool management indexes and tobacco yield and quality

3 讨论

3.1 植烟土壤碳储量和碳组分

本研究表明连续不同比例化肥减量配施有机肥显著增加了植烟田耕层土壤有机碳储量(图1)和土壤有机碳含量(图4)。这与孔德宁等[22]研究关于连续两个季度减肥配施不同有机物,土壤有机碳含量并无显著变化的结果不一致。一方面土壤有机碳固存的过程较为缓慢,本研究试验周期下土壤有机碳累积效应显著;另一方面可能与土壤环境因子的影响有关[23]。徐明岗等[24]的研究指出农田土壤固碳明显受到气候、土壤属性、管理措施、轮作制度等因素的影响。有机肥配施对土壤碳氮比和微生物群落结构的影响是影响土壤有机碳组分的重要原因[25-26]。本研究中常规施化肥(CF-1)和化肥减量(CF-2)处理的土壤有机碳含量显著高于长期不施肥(CK)处理(图4)。一方面可能与植株根系残茬还田有关,另一方面可能与根系分泌物影响有关[27-28]。连续不施肥处理与施肥处理相比营养匮乏,烤烟根系活动受到严重限制,导致根系分泌物还田差异较大,从而影响土壤有机碳的积累。在本研究中OF-2 处理和BOF处理间土壤有机碳储量并无显著差异(图1)。这可能与处理间差异导致土壤中理化过程的差异、不同处理引起的土壤微生物群落变化以及长期定位试验的累积效应有关。土壤有机碳储量和碳组分受土壤氮有效性差异的影响。Luo 等[29]的分析研究表明在土壤低氮有效性(C∶N>16)时,磷添加可以增加微生物生物量,从而促进土壤呼吸,增加土壤碳的损失;但在土壤高氮有效性(C∶N≤16)时,磷添加可以通过降低土壤呼吸,减少土壤碳损失。下一阶段可以针对土壤养分对碳组分的调节效应进行更深入探究,进一步明确连续化肥减量配施有机肥下植烟土壤养分间“协同效应”。

3.2 植烟土壤固碳速率和固碳效率

本研究结果显示连续不同比例化肥减量配施有机肥处理下的土壤固碳速率大于0 (图2),表明植烟土壤有机碳储量仍未达到饱和。分析表明碳投入量与有机碳固存速率呈非线性相关,土壤有机碳固存速率随碳投入量的增加而增加,并随碳投入量的持续增加有减缓的趋势(图3A),固碳效率呈随碳投入量持续增加先提高后再降低(图3B)。一方面可能与不同管理措施对固碳速率的影响有关[30],另一方面可能与养分输入不同导致的土壤养分有效性差异有关[31]。Macdonald 等[32]的分析总结表明氮的有效性提升抑制了降解顽固碳组分的相关酶,从而促进土壤固碳;氮有效性提升还可以改变土壤有机碳的化学性质,增加其稳定性。此外,累积碳输入量和临界碳投入量对维持土壤固碳具有重要影响[33]。土壤固碳效率被证实依赖于初始土壤碳水平和土壤有机碳稳定机制[34]。

有机肥施用通过形成有机钙络合物,提高土壤有机碳的稳定性,土壤有机碳和微生物量碳是调控微生物群落结构的关键变量[35-36]。本研究中连续不同比例化肥减量配施有机肥,年均碳投入量与土壤固碳效率呈显著线性相关(图3),土壤有机碳固存效率先提高,后达到平衡,表明过量的碳投入并不利于土壤固碳。一方面可能与有机肥的配施对土壤环境因子的影响有关[37],另一方面可能与土壤有机碳的稳定性有关[38]。近年来,模拟土壤有机质形成的概念模型强调了微生物源有机质输入的主要作用,并提出微生物的生理特征是调控土壤有机质的主要因素;但是近期的研究也指出植物对土壤有机质的直接贡献更大[39]。本研究结果表明,相较于不施肥(CK)、当地推荐施化肥(CF-1)和化肥减量20% (CF-2),连续不同比例化肥减量配施有机肥的各处理均显著提高了植烟土壤平均固碳速率和效率(图2)。这可能与有机肥形式的碳输入、有机肥输入引起的植株残茬还碳量增加、微生物群落变化等因素有关。Wang等[40]的研究表明有机碳固存主要取决于有机肥的改良。蔡岸冬等[41]的研究表明长期施用有机肥能显著促进根茬碳输入量,提高有机碳的总储量水平。Wang 等[42]的研究表明在农业生态系统中施磷可以缓解微生物磷和氮限制,通过增加微生物碳利用效率,减少碳损失。Wu 等[43]的分析表明有机无机肥调控的微生物碳利用效率的增加对土壤有机碳固存具有重要影响。综上,连续化肥减量配施有机肥可能通过直接的碳输入、改善植烟土壤理化性质、养分有效性、影响植物根系及其分泌物和调控植烟土壤微生物等几个策略提高土壤固碳效率。下一阶段研究可以对连续化肥减量配施有机肥情况下,土壤有机碳固定量增加的来源进行探究,明确连续化肥减量配施有机肥不同固碳策略的调控机制。

3.3 植烟土壤碳库活度与碳库管理指数

土壤活性有机碳含量和碳组分敏感指数能有效反映土壤碳库活度[44]。连续不同比例化肥减量配施有机肥的碳组分敏感指数均显著提高,不同比例化肥减量配施有机肥处理下土壤活性有机碳(LOC)的敏感指数显著高于其他碳组分(表1)。连续不同比例化肥减量配施有机肥显著提升植烟土壤活性有机碳含量(图4A),且连续不同比例化肥减量配施有机肥下可将土壤活性有机碳作为碳库管理指数的指示指标。首先可能与外源有机物的输入有关。有机肥配施提高了活性有机碳在土壤碳库中的比例,从而提高土壤碳库活性[44]。其次可能与土壤酶活性及土壤微生物活性有关。有机肥配施增加了土壤酶和微生物对土壤有机碳组分的影响[45],还可能与输入的养分不同有关。Li 等[46]的研究表明氮和磷添加引起的微生物变化加速了非活性有机碳组分的分解,导致土壤惰性碳库和总有机库下降,但活性碳库增加。这也可以解释本研究中连续不同比例化肥减量配施有机肥情况下,土壤活性有机碳敏感指数显著高于其他碳组分(表1)、活性有机碳对碳库管理指数的响应最灵敏的原因。此外,连续化肥减量配施有机肥下微生物调控的植烟土壤碳库机制尚不清楚,也是需要进一步深入研究的部分。

3.4 植烟土壤碳固存与烤烟产质量

本研究表明连续不同比例化肥减量配施有机肥均有效提高植烟土壤有机碳储量(图1)。土壤有机碳可以指示土壤质量和作物产质量的变化[30]。烤烟作为典型忌连作作物,在连续9 年不同比例化肥减量配施有机肥条件下烟叶产量显著提高,并且高有机肥投入量对烟叶产量提升的效果更佳。原因可能是: 第一,与有机肥对土壤肥力质量的影响有关。有机肥配施能有效改善土壤质量,提升烤烟养分利用效率,进而保障作物产质量[47]。对土壤有机碳组分、碳固存和烟叶产质量的相关分析表明,土壤有机碳储量、有机碳组分、碳库管理指数和烟叶产质量之间均存在显著的正相关性(表4)。第二,与有机肥调控土壤微生物区系有关。微生物群落结构变化显著影响土传病害发生[48],土壤微生物环境的改善对作物产质量的提升具有良好的效应[49]。第三,与施肥管理措施的优化有关。Sha 等[50]的研究表明,优化施肥管理提高了马铃薯(Solanum tuberosum)生产力和块茎质量。本研究中OF-2 处理与BOF 处理间除施肥差异外,烟叶产量、上等和中上等烟叶比例(表3)及土壤固碳速率(图2)均无显著差异。综合施肥管理措施和土壤理化性质的差异,BOF 处理可能是更优化的施肥管理措施。针对农业绿色发展和烟叶优质适产的重要目标,下一阶段可以重点对微生物影响的土壤有机碳固存以及产质量提升的长期效应和连续化肥减量配施有机肥的优化施肥管理措施进行探究。

4 结论

1)连续不同比例化肥减量配施有机肥显著增加了植烟土壤各有机碳组分含量,提高了植烟土壤有机碳组分敏感指数、土壤碳库管理指数、土壤有机碳固存速率和碳储量水平,是植烟土壤固碳的有效途径。

2)连续不同比例化肥减量配施有机肥能有效提高植烟土壤固碳速率,土壤固碳效率随碳投入量增加而增加,后趋于平衡。

3)植烟土壤活性有机碳对碳库管理指数的变化最灵敏,可将土壤活性有机碳作为碳库管理指数变化的指示指标。

4)连续不同比例化肥减量配施有机肥提高的土壤有机碳储量、有机碳组分、碳库管理指数与烟叶产质量之间呈显著的正相关性,是协同烤烟优质生产、土壤固碳增容和化肥减施增效的绿色生态施肥途径。

猜你喜欢

植烟碳库土壤有机
培育优质高效的森林“碳库”
长期定位试验下砒砂岩与沙复配土的碳库管理指数
大气氮沉降对森林土壤碳库的影响
西双版纳橡胶林土壤有机碳分布特征研究
秸秆还田的土壤有机碳周转特征
土壤有机碳转化研究及其进展
生物炭植烟土壤改良技术
AMDIS在土壤有机污染物鉴别中表征性统计量的探究
永州植烟土壤有效钙、镁、硫分布状况与聚类分析
湘西州植烟土壤有效磷含量区域分布特征