查看更多>>摘要：[目的]探索在不同性质和用量的有机物料输入后黑土农田微生物碳组分的变化规律及其对土壤有机碳的贡献,明确东北黑土农田固碳的微生物过程,为黑土培肥和可持续发展提供理论支持.[方法]采用室内培养方法,供试黑土采自黑龙江省克山试验站的典型黑土农田,供试有机物料包括玉米秸秆(S)、生物炭(B)、水溶性有机肥(D),各有机物料均设 3 个施用量水平(低量、中量和高量),并以施化肥(F)和不施肥(CK)为对照,共计11个处理.在培养开始后的第5、15、30、60、105天分别采样,测定土壤有机碳(SOC)含量、微生物生物量碳(MBC)含量、细菌生物量(Ba)、真菌生物量(Fu)和微生物残体碳(MRC)含量.细菌与真菌生物量以其特征磷脂脂肪酸含量表征,微生物残体碳由不同土壤氨基糖含量表征的细菌与真菌残体量转换计算.[结果]与CK和F处理相比,3 类有机物料输入均增加了土壤SOC、MBC和MRC含量,提升了MRC对SOC的贡献(MRC/SOC).土壤MBC和MRC含量随秸秆和生物炭施用量的增加而提升,随水溶性有机肥施用量的增加而下降.在 105 天培养期内,所有处理MBC、MRC峰值均出现在培养第 30、60 天,3 个有机物料分别以S3、B3 和D1 的提升效果最大.与CK相比,培养 105 天时S3、B3 和D1 处理的MBC分别提高了 39.1%、8.2%和 28.9%,真菌残体碳(FRC)含量分别提高了 47.9%、43.5%和 58.1%,S3 和D1 处理的细菌残体碳(BRC)含量分别提高了 18.5%和 16.5%.9 个有机物料C/N和全氮(TN)含量与微生物碳组分的回归分析发现,有机物料C/N低于 29.89、28.57 时,分别与培养 105 天的MBC和BRC呈正相关关系,高于该阈值时呈负相关关系(P<0.05);有机物料TN含量低于 0.18、0.11 g/kg时,分别与MBC和FRC呈正相关关系(P<0.05),超过该阈值时呈负相关关系(P<0.05),而BRC始终与有机物料TN含量呈正相关关系(P<0.05).在 9 个有机物料处理中,MBC占SOC的比例为 3.8%～9.4%,MRC占SOC的比例则高达 24.1%～35.3%.与CK和F处理相比,生物炭输入显著增加了SOC含量,但未显著提升MBC的占比;秸秆和水溶性有机肥输入显著提升了MBC和MRC占SOC的比例.[结论]含氮量较高、碳氮比值较低的秸秆增加了土壤微生物生物量碳和残体碳含量及其对有机碳的贡献,且高施用量时效果更显著;氮含量和碳氮比值低的生物炭增加了土壤有机碳含量,促进了真菌生物量和残体碳增加,但未提升微生物生物量碳对有机碳的贡献;含氮量高的水溶性有机肥低施用量时有利于提升微生物生物量碳和残体碳含量及其对土壤有机碳的贡献,但高施用量作用相反.因此,增加秸秆和生物炭投入量,控制水溶性有机肥投入量有利于微生物碳组分的积累,促进土壤有机碳的固定.
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