氮肥施用和秸秆还田对东北地区褐土稳定性有机碳的影响

作者：黄磊; 张然; 陈雅丽; 牛翠云; 翁莉萍^*; 马杰; 李永涛; 张哲

来源：农业环境科学学报, 2023, 1-11.

• 氮肥
• 秸秆
• 褐土
• 稳定性有机碳

为探究长期施用氮肥和秸秆还田措施下农田土壤有机碳（TOC）的稳定性，以辽宁省国家农业环境阜新观测实验站连续8年施肥的定位试验田为研究对象，采用有机质酸碱提取和密度分级实验、金属氧化物形态提取实验、碳14定年和次氯酸钠氧化实验等手段，系统研究了长期施用氮肥和秸秆下农田土壤TOC的含量、化学组成及其年龄特征。结果表明，相对于对照组，单施氮肥处理组的有机碳含量降低了5.5%，而氮肥配施秸秆则升高了2.8%，但两个处理土壤碳氮比均高于对照。随着氮肥和秸秆的加入，土壤有机质酸碱可提取部分的总占比降低，其中胡敏酸从63.6%降低到了49.5%，酸碱不可提取部分（即胡敏素）的占比升高（25.9%～39.0%）；各处理间土壤TOC的轻重组分级没有显著差异，均以重组有机碳为主要成分，占总有机碳的62.3%±0.4%。同时，重组分中可提取的碳和铁铝的比值非常低，表明重组分里的土壤有机质除了与铁铝氧化物结合之外，很可能大部分以团聚或者包被的形式与黏土结合。碳14定年结果显示，3个处理组中土壤的年龄在距今2000年左右，试验区农田土壤以长期稳定有机碳为主。研究表明，因氮肥施用和秸秆还田向土壤中增加新有机碳，增加了土壤中的矿质结合的胡敏素类有机质；而所产生的激发效应导致土壤中部分原有的稳定有机碳降解，减少了腐植酸类有机质。新增有机碳的不稳定性及激发效应导致的原有稳定有机碳的降解，制约了氮肥施用和秸秆还田对土壤TOC累积的贡献。

• 单位
  华南农业大学; 辽宁省农业科学院