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红壤性水稻土有机无机复合体中碳氮特征对长期施肥的响应

Response of Carbon and Nitrogen Distribution in Organo-Mineral Complexes of Red Paddy Soil to Long-Term Fertilization

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[目的]研究长期施肥对红壤性水稻土有机无机复合体中有机碳(OC)、全氮(TNOIC)特征的影响,为红壤性水稻土管理和培育土壤肥力提供依据.[方法]以长期定位施肥试验的红壤性水稻土为研究对象(始于1984年),选取CK(不施肥)、PK(施磷钾肥)、NPK(施氮磷钾肥)、NPKM(施70%氮磷钾肥+30%有机肥)4个处理.采集0-20 cm 土层土样,分析各粒级(<2、2-10、10-20、20-5 0和5 0-250 μm)有机无机复合体的分布,并探讨施肥对复合体中有机碳(OC)和全氮(TNOIC)含量、储量和碳氮比(C/N)的影响,以及有机无机复合体中OC和TNOIC对红壤性水稻土有机碳(SOC)、全氮(TN)贡献率的影响.[结果]与不施肥CK相比,施肥处理显著提高了 20-50 μm粒级复合体的比例,降低了<10 μm粒级复合体比例,而NPKM处理与其他施肥处理相比,50-250μm粒级复合体的比例增加更显著;不同施肥对各粒级复合体中OC和TNOIC含量影响不同,与PK相比,NPK处理的50-250μm粒级复合体中OC和TNOIC分别增加了 36.3%、80.6%;与NPK相比,NPKM处理的50-250μm粒级复合体中OC和TNOIC含量分别增加了 35.4%、19.5%,OC和TNOIC主要分布在10-20μm粒级复合体中,施肥显著降低了<2μm粒级复合体OC和TNOIC储量,同时增加了 20-50μm粒级复合体OC和TNOIC储量,与PK相比,NPK处理对<2和50-250µm粒级复合体OC储量分别增加了 18.5%和31.2%,TNOIC储量分别增加了 18.8%和73.7%,与NPK相比,NPKM处理对<2μm粒级复合体中OC和TNOIC储量分别降低了 25.6%和27.4%,而50-250μm粒级复合体则分别提高了 56.3%和38.6%;不同施肥处理显著影响50-250μm粒级复合体的C/N,与PK相比,NPK处理的50-250μm粒级复合体的C/N比降低了 24.6%,与NPK相比,NPKM处理的50-250μm粒级复合体C/N比提高了 13.4%;长期不同施肥显著影响各粒级有机无机复合体对土壤SOC、TN的贡献率,与PK相比,NPK处理50-250μm粒级复合体对SOC、TN贡献率分别提高了 17.4%和47.4%.与NPK相比,NPKM处理50-250μm粒级复合体对SOC、TN贡献率分别提高了 39.5%和32.8%.[结论]在红壤性水稻土中,长期施肥促使大粒级有机无机复合体形成;化肥中的氮投入显著提高50-250μm粒级复合体中OC、TNOIC含量和储量;有机无机肥配施有利于提高土壤有机碳含量,提高大粒级有机无机复合体比例,有助于保存施入的无机氮肥,是红壤性水稻土长期培肥管理的有效措施.

李浩、陈金、王洪亮、柳开楼、韩天富、都江雪、申哲、刘立生、黄晶、张会民

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中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部耕地质量监测与评价重点实验室,北京100081

河南科技学院资源与环境学院,河南新乡453003

江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所/农业农村部长江中下游作物生理生态与耕作重点实验室/国家红壤改良工程技术研究中心,南昌330200

江西省红壤研究所/国家红壤改良工程技术研究中心/农业农村部江西耕地保育科学观测实验站,南昌330046

中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/祁阳农田生态系统国家野外科学观测研究站,湖南祁阳426182

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长期施肥 红壤性水稻土 有机无机复合体 有机碳 全氮

国家自然科学基金国家红壤改良工程技术研究中心开放基金国家重点研发计划

416713012020NETRCRSI-92016YFD0300901

2023

中国农业科学
中国农业科学院

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CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:1.899
ISSN:0578-1752
年,卷(期):2023.56(7)
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