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摘要
【目的】探索长期有机培肥下黑土有机肥替代率与土壤肥力的量化关系,为农田土壤培肥和有机替代提供理论依据。【方法】本研究依托公主岭黑土肥力长期试验的32年定位观测数据,选取其中的4个处理即不施肥(C K)、单施化学氮磷钾肥(N P K)、单施常量有机肥[3 0t/(h m2·a), M 1]和单施高量有机肥[60 t/(hm2·a),M2],试验用化肥为尿素、过磷酸钙和硫酸钾,年施用N 150 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2。分别测定作物产量、植株含氮量以及土壤全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾、有机碳含量。基于作物氮素养分吸收量,探讨长期高产条件下施用不同量有机肥其替代率的变化特征,在分析高产条件下有机肥替代率与土壤肥力的基础上,进一步探讨两者之间的数量化关系。【结果】基于作物氮素养分吸收量,长期高产条件下高量有机肥处理(M2)的有机肥替代率高于常量有机肥处理(M1),且高产条件下有机肥替代率与施肥年限呈极显著线性正相关(P <0.01);通径分析和多元逐步回归分析结果表明,土壤有机碳含量对高产条件下有机肥替代率有显著正效应,是决定高产条件下有机肥替代率差异的主要土壤肥力要素,决定了高产条件下有机肥替代率70%的变异。长期施用常量和高量有机肥处理(M1和M2),黑土土壤有机碳含量显著增加(P <0.01);土壤有机碳含量与高产条件下有机肥替代率非线性相关,并达到了极显著水平(P <0.01)。【结论】化肥氮的有机氮替代率70%取决于土壤有机碳含量的高低。长期施用有机肥能显著提高土壤有机碳含量,在提升土壤肥力的同时,提升了有机氮对玉米吸收的贡献,减少了对化肥氮的依赖。黑土土壤有机碳含量达到24.89g/kg时,有机肥对化肥的替代率趋近95%,达到最大值。
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