長期定位施肥對土壤鐵形態(tài)及有機碳固定的調(diào)控研究.pdf

1、礦物-有機復合體的形成是土壤有機質(zhì)穩(wěn)定和累積的主要機制之一。其中，鐵氧化物與土壤有機碳含量之間就存在著一定的關(guān)聯(lián)性。本文以我國南、北方五個長期定位試驗站四種土壤類型的土樣為研究對象，重點研究了“土壤中活性最高的組分”—土壤膠體:利用ICP-AES定量土壤膠體中與可溶性有機碳相關(guān)的礦質(zhì)元素含量;利用選擇性提取方法定量土壤中各形態(tài)鐵氧化物(Fed、Feo、Fep)的含量;利用北京同步輻射裝置C-1s NEXAFS技術(shù)對土壤膠體有機碳組分進行

2、半定量分析，探究了長期定位施肥試驗中不同培肥方式對土壤鐵氧化物種類和數(shù)量的影響，以及基于長期定位試驗的土壤膠體中可溶性有機碳與可溶性礦質(zhì)元素的相關(guān)性，不同土壤有機碳組分與不同種類土壤鐵氧化物的相關(guān)性等，探討了土壤鐵氧化物固碳的機制，為農(nóng)業(yè)管理措施的優(yōu)化提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。本文的主要研究結(jié)果如下:
　　1)各長期定位試驗不同培肥方式處理經(jīng)過20多年的試驗，不論是沈陽棕壤、公主嶺黑土、烏魯木齊灰漠土，祁陽和鷹潭的紅壤，其土壤pH值

3、大小順序一般是以NPK處理的為最低，CK處理次之，有機肥料添加組NPKM或M的最高。說明施用化學肥料是造成土壤pH降低的主要原因之一;有機肥料的添加施用有助于改善土壤pH狀況，增強土壤緩沖容量。五個長期定位點中，不管是單施化肥、單施有機肥，還是有機無機肥料配合施肥都能夠有效提高土壤的供氮能力，其中以有機無機肥料配合施肥NPKM的效果為最優(yōu)。五個長期定位試驗點的土壤總鐵含量表現(xiàn)為有機肥料添加的培肥方式有使土壤總鐵含量有下降的趨勢，可能與施

4、肥使土壤水溶性鐵的含量提高而增強了土壤鐵的溶解轉(zhuǎn)移有關(guān)。
　　2)四種土壤類型在不同的培肥方式下，土壤膠體DOC對于培肥處理的效應各有不同，對于沈陽棕壤的S-M單施有機肥處理，公主嶺黑土單施化肥S-NPK，烏魯木齊灰漠土的U-NPKM有機無機肥料配施處理，祁陽紅壤有機無機肥料配施處理Q-NPKM、單施有機肥處理Q-M的土壤膠體DOC含量均較對照組CK表現(xiàn)出了優(yōu)勢，說明提高不同土壤類型的土壤膠體DOC含量適宜不同的土壤培肥方式。就沈

5、陽棕壤、烏魯木齊灰漠土、祁陽紅壤而言，以NPKM有機無機肥料配施方式為最優(yōu)選擇，單施化肥培肥NPK不能達到提高土壤膠體DOC的目的。
　　3)各土壤類型DOC和可溶性礦質(zhì)元素的含量走勢相關(guān)，且添加有機肥料的NPKM和M處理會比單施化肥培肥處理NPK的含量要高。這可能是由于有機肥料的添加改善了土壤膠體組分，讓土壤營養(yǎng)元素更加豐富。四種基于長期定位施肥試驗的土壤類型，土壤膠體的DOC與不同礦質(zhì)元素的相關(guān)性可能與礦質(zhì)元素對于有機碳的固持

6、的調(diào)控作用相關(guān)，不同的土壤類型，不同礦質(zhì)元素與與之DOC的相關(guān)性不同，所以，我們推斷不同的土壤類型，固持有機碳的礦質(zhì)元素不同。
　　4)本研究選取的四種土壤類分別是中國南北的土壤類型的代表，其中北方的棕壤、黑土、灰漠土土壤活性鐵含量在3.95-13.35g/kg之間，處于一個比較低的水平;南方紅壤土壤活性鐵含量則高達36.0g/kg以上。因此在南北方土壤對于土壤有機碳的固持的調(diào)控元素上，F(xiàn)e元素應該扮演了不同地位的參與者。

7、　　5)不同的土壤類型，不同施肥處理的土壤膠體C-1s NEXAFS譜圖的形狀相似，說明土壤膠體有機碳組分種類基本相似。就所有土壤類型的C-1s NEXAFS譜圖的分峰擬合結(jié)果來看，各組分含量由多到少順序依次基本為:羧基C(288.4-289.1eV)＞月旨族C(287.6-288.3eV)＞碳酰基C(289.9-290.2eV)＞烷氧基C(289.2-289.8eV)＞芳香C(283-286.1eV)或者酚基C(286.2-287.5

8、eV)。土壤類型不同，各C組分比例多寡會不同;相同土壤類型，培肥方式的不同，各C組分的也會相應增長或減少。
　　6)不同形態(tài)的鐵氧化物與不同的有機碳組分固持相關(guān)，但鐵氧化物與有機碳組分的線性關(guān)系決定系數(shù)并不高，說明鐵氧化物與有機碳組分間的結(jié)合關(guān)系相當復雜。由Fed/Fet土壤鐵游離度來看，脂族C(287.6-288.3eV)、羧基C(288.4-289.1 eV)、烷氧基C(289.2-289.8eV)在有機碳的長期積累中活性度比