文献类型： 中文期刊

作者： 李天娇 ¹ ; 张乃于 ² ; 申文艳 ² ; 宋天昊 ² ; 刘红芳 ² ; 刘晓燕 ² ; 张秀芝 ³ ; 彭畅 ³ ; 杨劲峰 ¹ ; 张淑香 ² ;

作者机构： 1.沈阳农业大学土地与环境学院/土壤肥料资源高效利用国家重点实验室/农业农村部东北玉米营养与施肥科学观测实验站

2.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室

3.中国农业科技东北创新中心农业资源与环境研究所

关键词： 长期施肥;黑土;棕壤;团聚体稳定性;有机碳组分;铁铝氧化物

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2024 年 57 卷 019 期

页码： 3835-3847

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】比较长期不同施肥措施对两种典型土壤（黑土和棕壤）团聚体分布和稳定性的影响，探究影响团聚体稳定性的关键因素，为缓解土壤结构退化提供理论支撑。【方法】依托34年黑土和45年棕壤长期定位试验，选取两定位点共有的不施肥（CK）、化肥（NPK）、化肥配施有机肥（NPKM）处理，以及黑土特有的化肥配施秸秆（NPKS）处理、棕壤特有的有机肥——猪厩肥（M）处理，采集0—20 cm土层土壤样品，测定土壤化学性质，采用湿筛法对土壤团聚体进行筛分。【结果】相比于CK,NPK处理下黑土和棕壤大团聚体（>0.25 mm）比例显著降低8.6%和11.3%，团聚体平均重量直径（MWD）分别显著减少18.6%和10.7%，说明单施化肥导致黑土和棕壤团聚体稳定性显著降低；NPKM和M处理下棕壤的MWD分别显著增加44.2%和17.9%，而NPKM处理下黑土MWD未发生显著变化，但NPKS处理下黑土MWD显著提高11.8%，说明在棕壤中施用猪厩肥，黑土中秸秆还田是提高团聚体稳定性的重要措施。土壤团聚体的稳定性主要受土壤化学性质的影响。长期施用化肥（NPK）导致黑土和棕壤的pH和交换性钙、镁离子(Ca²⁺、Mg²⁺)降低，阻碍了大团聚体的形成和稳定。施用有机物料（M、NPKM、NPKS）抑制了土壤pH的降低，提高土壤颗粒态有机碳（POC）和矿物结合态有机碳（MAOC）的含量，促进有机碳与铁铝氧化物、钙镁离子的结合，推动了黑土和棕壤颗粒的团聚过程，进而维持和提高了团聚体的稳定性。综合分析表明，影响黑土团聚体稳定的因素从大到小依次为络合态氧化铝（Al_p）、Ca²⁺、POC、pH、MAOC，其中黑土团聚体稳定性与Al_p显著负相关，与其余因素显著正相关。影响棕壤团聚体稳定性的关键因素从大到小依次为POC、络合态氧化铁（Fe_p）、pH、Mg²⁺、Ca²⁺、无定形态氧化铝（Al_o）、Al_p、无定形态氧化铁（Fe_o），其中棕壤团聚体稳定性与Al_o和Fe_o显著负相关，与其他因素显著正相关。【结论】化肥配施有机物料（猪厩肥、秸秆）可以抑制土壤酸化，通过增加土壤POC和Ca²⁺含量，提高黑土和棕壤团聚体的稳定性，是延缓土壤结构退化的重要施肥措施。