有機種植方式下農(nóng)田土壤有機碳動態(tài)模擬研究.pdf

1、本文基于全球變化的大背景，采用模型模擬的研究方法，對有機種植方式下農(nóng)田土壤固碳特性與潛力進行了研究。分別通過培養(yǎng)試驗、田間根袋法試驗和定位試驗重點探討了:1.三種常用有機肥料的分解特性、易分解比例及其對土壤有機碳礦化的影響;2.農(nóng)田土壤有機碳模型（Soil-C模型）在有機種植中參數(shù)的確定、驗證和應(yīng)用;3.利用Soil-C模型定量分析有機種植中肥料的最佳施用方式和施用比例。
　　培養(yǎng)試驗以商品有機肥(SP)、油菜餅肥(BF)和秸稈堆

2、肥(DF)三種不同種類有機肥為供試材料，采用土壤呼吸瓶法進行90天恒溫培養(yǎng)，結(jié)果表明:三種有機肥的分解特性差異極大，油菜餅肥與秸稈堆肥在培養(yǎng)前25d分解速率呈現(xiàn)快速升高后又快速下降的變化規(guī)律，其中C/N最低的油菜餅肥更加明顯，而C/N最高的商品有機肥分解速率很低;三種有機肥料處理的土壤有機碳累積礦化量存在極顯著差異(P＜0.01)，大小順序依次為油菜餅肥處理＞秸稈堆肥處理＞商品有機肥處理;培養(yǎng)結(jié)果運用Soil-C模型進行擬合，獲得一級動

3、力學分解速率常數(shù)K1=0.019、K2=0.97×10-3和Ks=0.80×10-3(d-1)，同時計算出商品有機肥、油菜餅肥和秸稈堆肥的CO2-C礦化率F(C)分別為0.22、0.57和0.47。比對實驗測定數(shù)據(jù)與模型模擬數(shù)據(jù)表明，當商品有機肥與油菜餅肥混合比例為2∶1時，就能極顯著提高商品有機肥的分解率（P＜0.01）;而秸稈堆肥與油菜餅肥1∶1混合時，亦能極顯著提高秸稈堆肥的分解率(P＜0.01)。
　　盡管在培養(yǎng)試驗中，利

4、用Soil-C模型能對土壤有機碳的礦化過程作出較為準確的定量描述，但要想證實該模型在有機種植中的適用性，獲取三種有機肥料易分解比F的準確計算方式，還需通過田間根袋法試驗結(jié)果加以驗證。從田間根袋法試驗結(jié)果中可以看出:三種有機肥的分解變化規(guī)律與培養(yǎng)試驗結(jié)果相似。其中，春、秋兩季露地地塊試驗結(jié)果表明，溫度等環(huán)境因素對有機肥的分解產(chǎn)生顯著性影響。秋季試驗結(jié)果與春季相比，表現(xiàn)為前期分解較快，而后期分解較慢。大棚試驗則證明了三種有機肥料在溫度較低的

5、冬季，分解速率均變得十分緩慢，但隨著翌年春天溫度的明顯回升，分解速率明顯升高，隨之再次變得緩慢。大棚試驗前半年，商品有機肥、油菜餅肥、秸稈堆肥的分解率，分別占各自全年分解率的70％、91％、80％，可見半年時間，足以充分反映有機肥料分解的動態(tài)變化規(guī)律。將三種有機肥料的有機碳損失率F(w)、CO2-C礦化率F(C)、和春、秋兩季露地試驗的實際分解率F(S)、F(A)進行比較分析，三種肥料的F(w)值均與它們的實際分解率較為接近，因此F(w

6、)更能代表三種有機肥料的易分解比例F。運用Soil-C模型模擬三種肥料的有機碳剩余量變化結(jié)果與實際測定結(jié)果進行數(shù)據(jù)分析，二者顯著相關(guān)。由此表明，Soil-C模型能較好地模擬有機種植中的土壤有機碳動態(tài)變化規(guī)律。
　　最后，有機、常規(guī)農(nóng)田土壤定位監(jiān)測結(jié)果表明，有機種植方式因其大量施用有機肥和合理的農(nóng)田管理措施，無論是有機種植10年(OR地塊)還是有機種植7年(ZH地塊)，分別與監(jiān)測初期相比，其土壤微生物量C和土壤有機質(zhì)含量均顯著性增加