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施肥对植烟土壤有机碳组分及土壤呼吸的影响

秦燚鹤 李雪利 王静 卢剑 刘晓涵 张建鹿 叶协锋 姚鹏伟

秦燚鹤, 李雪利, 王 静, 卢 剑, 刘晓涵, 张建鹿, 叶协锋, 姚鹏伟. 施肥对植烟土壤有机碳组分及土壤呼吸的影响[J]. 土壤通报, 2021, 52(4): 885 − 894 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021032301
引用本文: 秦燚鹤, 李雪利, 王 静, 卢 剑, 刘晓涵, 张建鹿, 叶协锋, 姚鹏伟. 施肥对植烟土壤有机碳组分及土壤呼吸的影响[J]. 土壤通报, 2021, 52(4): 885 − 894 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021032301
QIN Yi-he, LI Xue-li, WANG Jing, LU Jian, LIU Xiao-han, ZHANG Jian-lu, YE Xie-feng, YAO Peng-wei. Effects of Fertilization on Soil Organic Carbon Fractions and Respiration under Tobacco Cultivation[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(4): 885 − 894 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021032301
Citation: QIN Yi-he, LI Xue-li, WANG Jing, LU Jian, LIU Xiao-han, ZHANG Jian-lu, YE Xie-feng, YAO Peng-wei. Effects of Fertilization on Soil Organic Carbon Fractions and Respiration under Tobacco Cultivation[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(4): 885 − 894 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021032301

施肥对植烟土壤有机碳组分及土壤呼吸的影响

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2021032301
基金项目: 烟草行业烟草栽培重点实验室项目(No.30800665)、河南省烟草公司项目(No.HYKJ201301)、重庆市烟草公司项目(No.NY20140401070010)资助
详细信息
    作者简介:

    秦燚鹤(1993−),硕士研究生,主要研究烟草栽培与生理生化。E-mail: 775734416@qq.com

    通讯作者:

    E-mail: yexiefeng@163.com

  • 中图分类号: S210.5

Effects of Fertilization on Soil Organic Carbon Fractions and Respiration under Tobacco Cultivation

  • 摘要: 采用盆栽试验的方法,设不施肥、单施氮肥、氮磷钾肥配施、氮磷钾肥,分别增施腐熟秸秆、芝麻饼肥和生物炭6个施肥处理,通过测定烟株生长发育过程中土壤有机碳组分和土壤呼吸速率的动态变化,探讨了不同施肥措施对植烟土壤有机碳组分和呼吸速率的影响。2次盆栽试验分别于2017年和2018年进行。结果表明,与未施肥和单施化肥相比,添加有机物料处理土壤各有机碳组分含量以及土壤呼吸速率均有提高趋势;添加有机物料的3个处理中,2017年和2018年两次盆栽烟草移栽60 d后,增施生物炭处理土壤总有机碳(TOC)含量最高,但CO2累计排放量最低;増施秸秆处理CO2累计排放量最高。因此,可以认为与其他有机物料相比,增施生物炭有利于土壤TOC的固存,减少CO2的排放。
  • 图  1  施肥对植烟土壤总有机碳的影响

    同列数据后未标有相同小写字母表示同一时期不同处理差异达到显著性水平(P < 0.05,n = 3),下同。

    Figure  1.  The content of total soil organic carbon under different fertilization treatments

    图  2  施肥对植烟土壤可溶性有机碳的影响

    Figure  2.  The content of soluble organic carbon in soil under different fertilization treatments

    图  3  施肥对植烟土壤易氧化有机碳的影响

    Figure  3.  The content of readily oxidized organic carbon in soil under different fertilization treatments

    图  4  施肥对植烟土壤微生物生物量碳的影响

    Figure  4.  The content of microbial biomass carbon in soil under different fertilization treatments

    图  5  施肥对植烟土壤呼吸速率的影响

    Figure  5.  Soil respiration rates under different fertilization treatments

    表  1  试验用有机物料主要养分含量及pH

    Table  1.   The basic properties of different organic materials

    有机物料
    Organic material
    试验年份
    Test year
    pH有机碳
    Organic carbon
    (g kg−1
    全氮
    Total nitrogen
    (g kg−1
    全磷
    Total phosphorus
    (g kg−1
    全钾
    Total potassium
    (g kg−1
    腐熟小麦秸秆 2017 6.23 460.86 7.20 2.10 6.50
    2018 6.41 454.73 7.10 2.00 6.80
    芝麻饼肥 2017、2018 6.20 330.39 71.00 11.10 7.00
    生物炭 2017、2018 9.20 603.00 11.20 13.70 23.10
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    表  2  各处理施肥用量

    Table  2.   The types and amounts of different fertilizers in each treatment

    处理
    Treatment
    有机物料种类及用量
    Organic material
    化肥 Chemical fertilizer
    NH4NO3
    (kg hm−2
    Ca(H2PO42
    (kg hm−2
    K2SO4
    (kg hm−2
    T1
    T2 188.60
    T3 188.60 217.50 366.50
    T4 腐熟秸秆5775.00 kg hm−2 188.60 217.50 366.50
    T5 腐熟芝麻饼肥577.50 kg hm−2 188.60 217.50 366.50
    T6 生物炭(烟秆炭)5775.00 kg hm−2 188.60 217.50 366.50
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    表  3  不同施肥处理下土壤碳库各组分碳素有效率/%

    Table  3.   Percentage of different soil organic carbon (SOC) fractions in total SOC in different treatments

    年份
    Year
    移栽后天数
    The days after transplanting
    (d)
    处理
    Treatment
    碳素有效率A
    Available ratio A of soil carbon
    碳素有效率B
    Available ratio B of soil carbon
    碳素有效率C
    Available ratio C of soil carbon
    2017 105 T1 1.48 c 9.70 d 0.11 e
    T2 1.67 c 11.75 d 0.12 d
    T3 2.48 b 16.02 c 0.09 f
    T4 2.63 ab 24.81 b 0.32 a
    T5 2.84 a 25.37 b 0.28 b
    T6 2.54 ab 28.91 a 0.19 c
    2018 90 T1 1.40 e 18.42 a 0.27 b
    T2 1.71 d 17.17 ab 0.31 a
    T3 1.96 c 16.24 b 0.25 bc
    T4 2.35 b 13.64 c 0.27 b
    T5 2.71 a 18.64 a 0.32 a
    T6 1.79 cd 14.74 c 0.22 c
      注:碳素有效率A = 微生物生物量碳/总有机碳,碳素有效率B = 易氧化有机碳/总有机碳,碳素有效率C可溶性有机碳/总有机碳。
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    表  4  不同施肥措施对碳库管理指数的影响

    Table  4.   Effect of different fertilization treatments on carbon pool management index

    年份
    Year
    移栽后天数
    The days after transplanting
    (d)
    处理
    Treatment
    碳库活度
    Carbon activity
    活度指数
    Activity index
    碳库指数
    Carbon pool index
    碳库管理指数
    Carbon pool management index
    2017 105 T1 0.10 c 0.40 c 0.90 c 36.29 d
    T2 0.12 c 0.48 c 0.95 c 45.72 c
    T3 0.13 c 0.52 c 0.89 c 46.14 c
    T4 0.19 b 0.76 b 1.12 b 84.60 b
    T5 0.24 a 0.92 a 0.91 c 82.98 b
    T6 0.21 ab 0.80 ab 1.22 a 97.43 a
    2018 90 T1 0.23 a 0.88 a 0.69 c 60.79 b
    T2 0.21 ab 0.81 ab 0.74 bc 60.09 b
    T3 0.19 b 0.76 b 0.80 b 60.35 b
    T4 0.16 c 0.62 c 0.99 a 61.11 b
    T5 0.23 a 0.89 a 0.80 b 71.53 a
    T6 0.17 bc 0.67 c 1.03 a 69.66 a
      注:同列数据后未标有相同小写字母表示同一时期不同处理差异达5%显著性水平,下同。
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    表  5  不同施肥方式对植烟土壤平均排放速率和累计CO2排放量的影响

    Table  5.   Averaged flux rate and cumulative emission of CO2 under different fertilization treatments

    处理
    Treatment
    平均CO2排放速率
    Average CO2 emission rate
    (μmol m−2 s−1
    累积CO2排放量
    Cumulative CO2 emissions
    (C t hm−2
    2017年2018年2017年2018年
    T1 3.98 e 3.36 e 4.34 e 3.14 e
    T2 6.10 d 5.36 d 6.64 d 5.01 d
    T3 6.22 d 5.75 d 6.77 d 5.37 d
    T4 9.30 a 8.62 a 10.12 a 8.05 a
    T5 8.51 ab 8.17 ab 9.26 ab 7.62 ab
    T6 7.41 bc 7.02 bc 8.07 bc 6.55 bc
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-03-23
  • 修回日期:  2021-01-20
  • 刊出日期:  2021-08-06

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