科研产出
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
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【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—50和50—250μm）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—50μm粒级复合体的比例，降低了＜10μm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。
关键词： 长期施肥 红壤性水稻土 有机无机复合体 有机碳 全氮
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长期施肥红壤钾素在有机无机复合体中的分布
《植物营养与肥料学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：【目的】土壤中的有机无机复合体是承载土壤养分的重要结构单元,土壤钾素含量的变化反映在不同粒级有机无机复合体中。本研究选用始于1990年(祁阳)和1986年(进贤)的旱地红壤长期定位试验,研究长期不同施肥对土壤交换性钾、非交换性钾、全钾在不同粒级有机无机复合体中分布的影响。【方法】祁阳和进贤试验点均选择不施肥(CK)化学氮、磷肥配施(NP)、NP基础上施用化学钾肥(NPK)及NPK基础上配施有机肥(NPKM)四个处理,采集0-20 cm深度的土壤样品通过Stokes定律计算各粒级复合体沉降速率,采用虹吸管法分离出不同粒级有机无机复合体。采用1.0 mol/L中性醋酸铵浸提土壤交换性钾,1.0 mol/L沸硝酸浸提土壤非交换性钾,氢氧化钠710℃提取土壤全钾钾离子浓度采用火焰光度计测定。【结果】两试验点土壤96.4%~98.9%的交换性钾、87.9%~96.7%的非交换性钾和95.1%~96.7%的全钾存在0~50μm粒级复合体中,尤其<2μm粒级复合体是三种形态钾素的主要贮存库76.3%~92.3%的交换性钾、45.8%~73.7%的非交换性钾和49.4%~70.6%的全钾集中在该粒级。两试验点NP处理与CK相比,<2μm粒级复合体中非交换性钾含量降低5.4~8.3 mg/kg.降低幅度为8.2%~16.3%。施钾肥主要改变<2 m粒级复合体中交换性钾和非交换性钾含量进贤NPK与NP处理相比分别增加36.7和9.5 mg/kg,增加幅度分别为64.5%和15.7%;而NPKM处理则较NP处理分别增加147.4和91.2 mg/kg增幅分别为258.9%和151.1%。祁阳NPK与NP处理相比,<2μm粒级复合体中交换性钾和非交换性钾含量分别增加52.9和20.3 mg/kg增加幅度分别为104.9%和47.6%;NPKM与NP处理相比分别增加219.5和41.3 mg/kg增幅分别为435.9%和96.9%。长期施肥对两试验点各粒级复合体中全钾含量的影响不大。<2、2~10及10~50μm粒级复合体三种形态钾素含量较高,是供给植物生长的主要钾源,其中<2μm粒级复合体中交换性钾、非交换性钾含量与产量之间均存在显著正相关关系(P<0.05)。【结论】<2μm粒级复合体是土壤钾素的主要贮存库。在长期不施钾肥条件下土壤<2μm粒级复合体中交换性钾和非交换性钾含量降低,施钾有利于该粒级复合体中交换性钾和非交换性钾积累。旱地红壤<2、2~10及10~50μm粒级复合体钾素含量高且与产量之间存在显著的正相关关系是植物钾素主要供源。
长期施肥红壤及其有机无机复合体非交换性钾释放动力学
《中国农业科学 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究长期不同施肥土壤及复合体中非交换性钾释放动力学特征,深入探索长期不同施肥引起的土壤供钾能力差异,明确不同施肥土壤及其有机无机复合体中非交换性钾的供应能力。【方法】以持续20年以上的进贤和祁阳旱地长期试验为研究基础,采用超声波打散,虹吸管法分离土壤<2、2—10、10—50、50—100、>100μm粒级有机无机复合体,制备钙饱和样品,通过草酸连续浸提,得到原土及不同粒级有机无机复合体非交换性钾释放量并建立动力学方程,探索非交换性钾释放规律。【结果】浸提300 h,土壤非交换性钾累积释放量变化表现为进贤试验点化学氮、磷、钾肥与有机肥配施(NPKM)处理和化学氮、磷、钾肥配施(NPK)处理较化学氮、磷肥配施(NP)处理分别增加98.0和81.0 mg·kg-1,增加率分别为30.7%和25.4%;祁阳试验点NPKM和NPK较NP处理分别增加130.0和40.0 mg·kg-1,增加率分别为52.1%和16.0%。施用钾肥较不施钾肥显著增加<2μm粒级复合体非交换性钾累积释放量。采用一级动力学方程和Elovich方程对土壤及复合体非交换性钾释放特性进行拟合均达到极显著水平(P<0.001),同时一级动力学方程a值、Elovich方程b值均与非交换性钾释放量呈极显著正相关(P<0.001)。【结论】红壤长期施用钾肥及其配施有机肥提高土壤非交换性钾供应能力,这种能力的变化主要集中在<2μm粒级复合体;一级动力学方程a值和Elovich方程b值可以很好地模拟土壤及复合体非交换性钾的释放能力。
纳米-亚微米级复合材料对褐潮土有机无机复合体含量及各粒级复合体中C、N、P含量与分布的影响
《植物营养与肥料学报 》 2007 北大核心 CSCD
摘要：通过盆栽试验研究了纳米-亚微米级复合材料对褐潮土各粒级复合体组成及其中C、N、P含量与分配的影响。结果表明,1)施入纳米-亚微米级复合材料后,褐潮土各粒级复合体的含量较对照发生了改变,F1(<2μm)和F3(105~0μm)粒级含量降低,F2(21~0μm)和F4(501~00μm)粒级含量增加。2)纳米-亚微米级复合材料可提高土壤及各粒级中C、N、P的含量,而增加幅度因材料而异;蒙脱土纳米-亚微米级复合物>高岭土纳米-亚微米级复合物>塑料纳米-亚微米级复合物。3)F3(105~0μm)粒级中有机碳、全氮、全磷含量较低,但该粒级复合体含量占土壤固相的比重最大,因此该粒径中C、N、P对土壤肥力的贡献较大。4)纳米-亚微米级复合材料使土壤的有机碳、氮、磷在各粒级复合体中分配系数的增加以F2(21~0μm)粒级最高,说明各养分进入F2粒级最多,表明该粒级对土壤养分的转化和平衡起着重要的调节作用。
关键词： 纳米-亚微米级复合材料 有机无机复合体 粒级 养分
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