全 文 ：施氮和冬种绿肥对土壤活性有机碳及
碳库管理指数的影响*
杨滨娟摇 黄国勤**摇 兰摇 延摇 陈洪俊摇 王淑彬
(江西农业大学生态科学研究中心, 南昌 330045)
摘摇 要摇 为探讨冬季绿肥改良土壤的生态效应及确定合适比例的氮肥与绿肥翻压量,在“冬
季绿肥鄄双季稻冶复种型农作制度基础上,设置 4伊4 双因素试验,研究不同紫云英翻压量和施
氮水平对土壤活性有机碳库各组分及碳库管理指数的影响.结果表明: 单施绿肥能够显著促
进土壤总有机碳和活性有机碳的累积.与对照相比,单施绿肥处理土壤总有机碳含量和活性
有机碳含量分别平均增加 22. 2% 、26. 7% ,但单施氮肥处理的土壤有机碳含量下降了
0. 6% ~3. 4% .与不施肥相比,单施绿肥和绿肥氮肥配施处理的土壤碳库管理指数分别平均
增加了 24. 55 和 15. 17,而单施氮肥处理减少了 2. 59.单施绿肥、绿肥氮肥配施和单施氮肥处
理的土壤平均微生物生物量碳分别比对照高 54. 0% 、95. 2%和 14. 3% .活性有机碳含量与碳
库管理指数存在极显著(P<0. 01)的相关性,与可溶性有机碳、微生物生物量碳也存在显著的
相关性(P<0. 05) .水稻产量与活性有机碳含量和碳库管理指数均存在极显著的相关性,且相
关系数明显大于总有机碳.可见在当地土壤肥力条件下,施有机肥或有机无机肥适当配施能
提高土壤有机碳含量和土壤碳库管理指数,有利于改善土壤质量,提高土壤肥力.
关键词摇 施氮摇 冬种绿肥摇 土壤活性有机碳摇 碳库管理指数摇 水稻
*国家科技支撑计划项目(2012BAD14B14鄄01)和江西省研究生创新专项(YC2012鄄B016)资助.
**通讯作者. E鄄mail: hgqjxnc@ sina. com
2013鄄12鄄13 收稿,2014鄄07鄄26 接受.
文章编号摇 1001-9332(2014)10-2907-07摇 中图分类号摇 S451摇 文献标识码摇 A
Effects of nitrogen application and winter green manure on soil active organic carbon and
the soil carbon pool management index. YANG Bin鄄juan, HUANG Guo鄄qin, LAN Yan, CHEN
Hong鄄jun, WANG Shu鄄bin (Research Center on Ecological Science, Jiangxi Agricultural University,
Nanchang 330045, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. , 2014, 25(10): 2907-2913.
Abstract: Based on a copping system of “winter green manure鄄double rice冶, the 4伊 4 two鄄factor
test was used to study the effects of different nitrogen (N) application levels and winter green ma鄄
nure application on soil active organic carbon (AOC) and the C pool management index. The aim
was to explore the ecological effects of winter green manure on soil improvement and determine the
appropriate application levels of N fertilizer and winter green manure for improved rice yield. Re鄄
sults were as follows: 1) Compared with the control, the SOC and AOC contents increased by
22. 2% and 26. 7% , respectively, under the green manure only treatment, but the SOC contents
decreased by 0. 6% -3. 4% under the single N fertilizer treatment. Compared with the control, the
soil C pool management index increased by 24. 55 and 15. 17 under the green manure only and
green manure plus N fertilizer treatments, respectively, and reduced by 2. 59 under the single N
fertilizer treatment. Compared with no fertilization, the average microbial biomass carbon (MBC)
increased by 54. 0% , 95. 2% and 14. 3% under the green manure, green manure plus N fertilizer
and single N fertilizer treatments, respectively. 2) The soil AOC content was significantly positively
correlated with the C pool management index (P<0. 01), and had a significant correlation with dis鄄
solved organic C and MBC (P<0. 05). Rice yield was significantly positively correlated with AOC
contents and the C pool management index, and the correlation coefficient was significantly greater
than that with the total organic C. These results suggested that application of winter green manure at
proper rates with inorganic fertilizer could increase SOC contents and the soil C pool management
应 用 生 态 学 报摇 2014 年 10 月摇 第 25 卷摇 第 10 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Oct. 2014, 25(10): 2907-2913
index, improve soil quality and fertility.
Key words: nitrogen application scheme; winter green manure; active organic carbon; carbon pool
management index; rice.
摇 摇 土壤活性有机碳是受环境条件影响强烈、易氧
化分解、对植物和微生物活性较高的土壤碳素[1],
在土壤有机碳(SOC)中所占的比重虽然很小,但对
土壤养分的转化供应有着重要影响,各碳库质量指
数均与土壤养分含量有显著相关关系[2],可以更好
地反映土壤有机碳的有效性,指示土壤质量[3],其
含量高低直接影响土壤微生物活性,并且对耕作方
式和作物秸秆还田的反应更为迅速[4-6] . 冬季绿肥
适应性较强、生长迅速,是一种重要的、养分完全的
优质生物肥源和有机绿肥[7-8] . 绿肥含有 15% ~
20%的有机物,翻压后可促进土壤有机质的矿化分
解和土壤养分的循环与转化[9-13],特别是豆科绿肥
与根瘤菌共生形成根瘤,能够从空气中固定氮素并
提供给后茬作物吸收利用[9] . 紫云英(Astragalus si鄄
nicus)是我国南方稻区重要的冬绿肥,具有固定碳
素、改善土壤物理性状、提高土壤养分含量等效果,
能为后茬水稻提供良好的生长环境. 农田施肥直接
或间接地调控土壤有机质的输入,一定程度上影响
土壤有机碳的积累和矿化.因此,研究土壤有机碳在
施氮和冬种绿肥条件下的动态变化,对于实现土壤
有机碳库的正向培育具有重要意义.官会林等[14]探
讨绿肥作物改良土壤的生态作用,表明绿鄄烟和豆鄄
烟复种模式下,植烟生长期内根区土壤微生物生物
量碳及土壤有机碳均高于麦鄄烟复种及冬闲连作地,
并且差异达显著或极显著水平.另有研究表明,在长
期有机肥处理下,有机无机肥配施比单施有机肥的
表土有机碳含量提高了 14. 3% [15-16],由于土壤有机
碳是进入土壤的有机质在微生物作用下分解矿化的
产物,施有机肥或有机无机肥配施,均因向土壤中直
接输入了外源有机质,能够显著增加土壤有机碳含
量[17-19] .近年来,各国学者对土壤有机碳研究的热
点集中在对外界因素非常敏感、周转速度快的土壤
有机碳活性组分上[20],但对于南方稻区普遍推广的
紫云英鄄双季稻复种型农作制度,尤其是关于不同施
氮水平和紫云英翻压量下土壤有机碳动态、活性有
机碳组分的变化及碳稳定机制等方面的研究较少.
本文通过田间试验,深入分析不同氮肥、冬季绿肥翻
压和种植方式下活性有机碳(AOC)及其组分的变
化特征,探讨稻田耕作措施对 AOC库及其组分的影
响,为确定该地区土壤肥力水平,建立农田可持续的
土壤管理措施提供科学依据.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 试验地概况
试验于 2011—2013 年在江西农业大学科技园
水稻实验田(28毅46忆 N,115毅55忆 E)进行. 该地属于
亚热带季风性湿润气候,年均太阳总辐射量为
4郾 79伊1013 J·hm-2,年均日照时数为 1852 h,7、8 月
最多,2、3 月最少.光照分布与农作物生长旺季基本
同步,对农业生产有利. 年日均温逸0 益的积温达
6450 益,年平均气温在 17. 1 ~ 17. 8 益,年降水量
1624 mm.供试土壤为发育于第四纪的红粘土,为亚
热带典型红壤分布区.试验前表层土壤(0 ~ 15 cm)
pH 值 5. 59,有机质 29. 48 g · kg-1,全氮 2郾 17
g·kg-1,碱解氮 38. 69 mg·kg-1,全磷 0. 49 g·kg-1,
有效磷 12. 22 mg·kg-1,全钾 35. 85 g·kg-1,速效钾
30. 31 mg·kg-1 .种植方式为冬季作物鄄双季稻.
1郾 2摇 田间试验设计
采取随机区组设计,4伊4 双因素试验.其中紫云
英翻压还田设空闲、翻压量 30% 、60%和 100% 4 个
水平;施氮量设不施氮肥、常规施氮量 30% 、60%和
100% 4 个水平,共 16 个处理,所有处理 3 次重复,
48 个小区,小区面积为 33 m2(11 m伊3 m),小区间
用高 30 cm的水泥埂隔开. 紫云英选用当地优势品
种“余江大叶籽冶,紫云英播种量为 37郾 5 kg·hm-2,
播种时间在 2012 年 9 月 28 日,播种时用钙镁磷肥
(P2O5 12% )拌种,P2O5用量 45 kg·hm-2,所用磷肥
在水稻施肥总量中扣除,紫云英在盛花期(2013 年 4
月 15 日)翻压. 翻压紫云英均为鲜草,其氮、磷、钾
含量分别为 0. 37% 、0. 11% 、0. 35% . 早稻品种为
“隆平 006冶,2013 年 3 月 30 日播种,5 月 1 日移栽,
晚稻品种为“新香优 96冶,6 月 27 日播种,7 月 27 日
移栽.化肥用量参照当地常规施肥量:早、晚稻所用
化肥为尿素(N 46% )、钙镁磷肥(P2O5 12% )、氯化
钾(K2O 60% ),周年常规用量分别为 150、90、120
kg·hm-2 .氮肥早稻按基肥 颐 分蘖肥 颐 穗肥=6 颐 3 颐
1施用,晚稻按基肥 颐 分蘖肥 颐 穗肥 = 5 颐 3 颐 2 施
用.磷肥全部作基肥,一次性施入,钾肥按分蘖肥 颐
穗肥= 7 颐 3 施用. N、P 基肥在插秧前一天施入,分
蘖肥在水稻移栽后 5 ~ 7 d时施用,穗肥在主茎幼穗
8092 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
长 1 ~ 2 cm时施用.田间管理措施同一般大田栽培.
具体处理见表 1.
1郾 3摇 测定项目与方法
1郾 3郾 1 土壤采样与分析 摇 连续 2 年冬种绿肥后,于
2013 年晚稻成熟期,在各小区用 5 点取样法取土,
混合均匀,一部分自然风干,用于土壤总有机碳的测
定,另一部分于冰箱内冷藏(4 益,<72 h),用于微生
物生物量碳、活性有机碳和水溶性有机碳的测定.以
撂荒地土壤为参考土壤,其总有机碳含量为 11郾 63
g·kg-1,活性有机碳含量为 2. 19 g·kg-1 .土壤活性
有机碳库及碳库管理指数计算方法[21]如下:
土壤有机碳(SOC)采用重铬酸钾外加热法测
定.土壤活性有机碳(AOC)采用 333 mmol·L-1高
锰酸钾氧化法测定[22] . 土壤微生物生物量碳
(MBC),采用氯仿熏蒸鄄K2SO4提取方法测定.
土壤可溶性有机碳(DOC)测定:称取 2 g 新鲜
土样,放入 50 mL蒸馏水中,震荡 1 h,过滤,然后将
滤液收集起来,在 1000 r·min-1下离心 15 min.将浮
在表层的物质通过抽吸装置,用带有孔径为 0. 45
滋m 的滤膜进行抽滤,滤液加 5 mL 0郾 8 mol·L-1
K2Cr2O7和 5 mL 浓 H2SO4,在 185 益下消煮 5 min,
0. 2 mol·L-1Fe2SO4滴定.
碳库指数(CPI)= 土壤有机碳含量( g·kg-1) /
参考农田土壤有机碳含量(g·kg-1)
碳库活度(A)=土壤活性有机碳 / (土壤有机碳-
活性有机碳)
表 1摇 试验设计
Table 1摇 The experimental design
处理
Treatment
紫云英翻压量
Amount of milk vetch
plowed (kg·hm-2)
施氮水平
Nitrogen application
rate (kg·hm-2)
M0N0(CK) 0 0
M0N1 45
M0N2 90
M0N3 150
M1N0 13500 0
M1N1 45
M1N2 90
M1N3 150
M2N0 27000 0
M2N1 45
M2N2 90
M2N3 150
M3N0 45000 0
M3N1 45
M3N2 90
M3N3 150
摇 摇 碳库活度指数(AI)= 样品碳库活度 /参考土壤
碳库活度
碳库管理指数(CPMI)=碳库指数伊碳库活度指
数伊100%
碳素有效率 A(AAC)=易氧化碳含量(CROC) /
土壤有机碳含量(CSOC)伊100%
碳素有效率 B(ABC) = 微生物生物量碳含量
(CMBC) /土壤有机碳含量伊100%
碳素有效率 C ( ACC) = 可溶性有机碳含量
(CDOC) /土壤有机碳含量伊100%
1郾 3郾 2 水稻产量测定 摇 于水稻成熟期,在各小区普
查 50 蔸作为有效穗计算的依据,然后用平均数法在
各小区中随机选取有代表性的水稻植株 5 蔸,作为
考种材料,考查穗粒数、结实率、千粒重等产量构成
因素.并于成熟期每个小区单打测产,用 1 / 10 天平
测量整个小区的实际产量(干质量).
1郾 4摇 数据处理
运用 Microsoft Excel 2010 软件处理数据,用
SPSS 13. 0 软件进行统计分析,用 LSD 法进行样本
平均数的差异显著性比较(琢=0. 05).
2摇 结果与分析
2郾 1摇 不同施氮水平下冬种绿肥对土壤总有机碳的
影响
农田施肥直接或间接地调控土壤有机质的输
入,一定程度上影响土壤有机碳的积累和矿化,而施
肥对土壤有机碳的影响因肥料的种类不同而
异[23-24] .由图 1 可以看出,单施绿肥能够显著促进
土壤有机碳的累积. 与对照相比,单施绿肥(处理
M1N0、M2N0和 M3N0 )的土壤有机碳含量显著增加
(P<0. 05),增幅分别为 22. 5% 、22. 1%和 22. 0% ,
但处理间差异不显著,而绿肥氮肥配施各处理的总
有机碳平均增加 9. 9% .相比之下,单施绿肥对土壤
有机碳累积的促进效果要大于绿肥氮肥配施,这可
能是由于无机氮的施入,降低了土壤的碳氮比,使土
壤微生物活性提高,有机碳矿化分解加快[25] .
2郾 2摇 不同施氮水平下冬种绿肥对土壤活性有机碳
的影响
连续冬种绿肥 2 年后,不同施氮水平和冬种绿
肥下土壤活性有机碳含量也不尽相同(图 1). 各处
理与总有机碳含量趋势一致,单施绿肥处理的活性
有机碳含量最高. 与对照相比,单施绿肥处理
(M1N0、M2N0和 M3N0)的土壤活性有机碳含量分别
增加了26郾 6% 、26郾 9%和26郾 6% (P<0郾 05),绿肥氮
909210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 杨滨娟等: 施氮和冬种绿肥对土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇
图 1摇 施氮和冬种绿肥对土壤总有机碳和活性有机碳含量
的影响
Fig. 1摇 Effects of nitrogen application and winter green manure
on total organic carbon and active organic carbon contents of
soil.
不同字母表示处理间差异显著(P<0. 05) Different letters meant sig鄄
nificant difference among treatments at 0. 05 level.
肥配施处理平均增加了 16. 0% ,而单施氮肥处理的
土壤有机碳含量下降了 0. 6% ~ 3. 4% ,与对照差异
不显著.由此可以看出,翻压绿肥土壤有机碳和活性
有机碳增加,但施用氮肥土壤有机碳和活性有机碳
有所降低,这说明绿肥促进了土壤有机碳和活性有
机碳的累积,但氮肥促进了土壤有机碳和活性有机
碳的分解.不同处理间土壤活性有机碳含量的变化
幅度为 31. 3% ,大于总有机碳(22. 5% ),显示土壤
活性有机碳对施肥措施的响应更为敏感.
2郾 3摇 不同施氮水平下冬种绿肥对土壤碳库管理指
数的影响
土壤碳库管理指数(CPMI)因结合了土壤碳库
指标和土壤碳库活度指标,既反映了外界管理措施
对土壤有机碳总量的影响,也反映了土壤有机碳组
分的变化情况[23] .由表 2 可知,冬种绿肥 2 年后,各
处理间土壤碳库指数(CPI)和碳库活度指数(AI)差
异均不显著(P>0. 05). 在碳库活度(A)方面,单施
绿肥与绿肥氮肥配施处理之间差异不显著,但均与
单施氮肥处理差异显著.与对照相比,单施绿肥和绿
肥氮肥配施处理的 CPMI分别平均增加了 24. 55 和
15. 17,而单施氮肥处理减少了 2. 59. 由此可见,翻
压绿肥或绿肥氮肥配施对提高土壤碳库指数和碳库
表 2摇 施氮和冬种绿肥对土壤碳库管理指数的影响
Table 2 摇 Effects of nitrogen application and winter green
manure on the soil carbon pool management index
处理
Treatment
非活性
有机碳
NAOC
(g·kg-1)
碳库指数
CPI
碳库活度
A
碳库活度
指数
AI
碳库管理
指数
CPMI
M0N0(CK) 17. 13d 1. 67a 0. 13ab 0. 54a 89. 95e
M0N1 18. 70bcd 1. 80a 0. 12b 0. 48a 85. 79f
M0N2 19. 25abc 1. 85a 0. 12b 0. 48a 88. 12ef
M0N3 19. 26abc 1. 85a 0. 12b 0. 48a 88. 18ef
M1N0 20. 80a 2. 04a 0. 14a 0. 56a 114. 39a
M1N1 20. 51a 2. 01a 0. 14a 0. 56a 113. 14a
M1N2 18. 74bcd 1. 84a 0. 14a 0. 57a 105. 51c
M1N3 17. 79cd 1. 74a 0. 14a 0. 57a 99. 99d
M2N0 20. 87a 2. 04a 0. 14a 0. 56a 114. 70a
M2N1 18. 53bcd 1. 82a 0. 14a 0. 58a 104. 61bc
M2N2 19. 69ab 1. 93a 0. 14a 0. 54a 109. 62b
M2N3 18. 74bcd 1. 84a 0. 14a 0. 57a 105. 54bc
M3N0 20. 80a 2. 04a 0. 14a 0. 53a 114. 41a
M3N1 17. 66cd 1. 74a 0. 14a 0. 58a 100. 90d
M3N2 18. 62bcd 1. 83a 0. 14a 0. 58a 104. 99c
M3N3 17. 87cd 1. 76a 0. 14a 0. 58a 101. 78d
NAOC: No active organic carbon; CPI: Carbon pool index; A: Activity;
AI: Activity index; CPMI: Carbon pool management index. 同列不同字
母表示处理间差异显著(P<0. 05) Different letters in the same column
meant significant difference among treatments at 0. 05 level. 下同 The
same below.
管理指数较单施化肥更具积极意义.
2郾 4摇 不同施氮水平下冬种绿肥对土壤碳素有效率
的影响
从表 3 可以看出,冬种绿肥 2 年后,施氮和冬种
绿肥条件下各处理的 AOC 含量、DOC 有效率和微
生物熵差异不显著(P>0. 05). M3N1处理的 AOC 有
效率最高,为 12. 5% ,与单施氮肥处理差异显著,但
各区组间差异不显著. M2N2处理的 DOC 最高,达到
0. 89 g·kg-1,比 CK、单施氮肥、单施绿肥处理分别
高 67. 9% 、44. 3%和 33. 5% ,差异显著. 土壤 MBC
以处理 M2 N2最高,达到 0. 45 g·kg-1,仅与 CK、
M0N1、M0N2、M0N3、M1N0差异显著. 单施绿肥、绿肥
氮肥配施和单施氮肥的平均 MBC 含量分别为
0郾 32、0. 41 和 0. 24 g·kg-1,分别比 CK 高 54. 0% 、
95. 2%和 14. 3% .可见稻田单施绿肥和绿肥氮肥配
施均可引起土壤活性有机碳及其有效率的变化.
2郾 5摇 水稻产量与土壤活性有机碳库及活性有机碳
库各指标之间的相关性
由表 4 可以看出,土壤总有机碳含量与活性有
机碳库各指标的相关性均不密切,而活性有机碳含
量与碳库管理指数存在极显著(P<0. 01)的相关性,
与可溶性有机碳、微生物生物量碳也存在显著的相
关性(P<0. 05),说明活性有机碳各组分存在转化关
0192 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 25 卷
表 3摇 施氮和冬种绿肥对土壤有机碳组分的影响
Table 3摇 Effects of nitrogen application and winter green manure on soil organic carbon components
处理
Treatment
总有机碳
TOC
(g·kg-1)
活性有机碳
AOC
(g·kg-1)
AOC有效率
AOC efficiency
(% )
可溶性有机碳
DOC
(g·kg-1)
DOC有效率
DOC efficiency
(% )
微生物生物量碳
MBC
(g·kg-1)
微生物熵
Microbial quotient
(% )
M0N0(CK) 19. 39d 2. 27a 11. 7abc 0. 53h 2. 7a 0. 21f 1. 1a
M0N1 20. 89bcd 2. 19a 10. 5bc 0. 58gh 2. 8a 0. 22ef 1. 1a
M0N2 21. 50bc 2. 25a 10. 5c 0. 62efgh 2. 9a 0. 24def 1. 1a
M0N3 21. 51bc 2. 25a 10. 5c 0. 65defgh 3. 0a 0. 26cdef 1. 2a
M1N0 23. 67a 2. 87a 12. 1abc 0. 61fgh 2. 6a 0. 28bcdef 1. 2a
M1N1 23. 34a 2. 83a 12. 1ab 0. 68cdefgh 2. 9a 0. 40abcd 1. 7a
M1N2 21. 37bc 2. 64a 12. 3a 0. 75abcdef 3. 5a 0. 42abc 2. 0a
M1N3 20. 29cd 2. 50a 12. 3a 0. 74abcdefg 3. 7a 0. 38abcde 1. 9a
M2N0 23. 75a 2. 87a 12. 1abc 0. 69bcdefgh 2. 9a 0. 33abcdef 1. 4a
M2N1 21. 14bc 2. 61a 12. 4a 0. 78abcde 3. 7a 0. 37abcdef 1. 8a
M2N2 22. 43ab 2. 74a 12. 2a 0. 89a 4. 0a 0. 45a 2. 0a
M2N3 21. 38bc 2. 64a 12. 3a 0. 83abc 3. 9a 0. 44ab 2. 1a
M3N0 23. 67a 2. 87a 12. 1abc 0. 70bcdefg 3. 0a 0. 36abcdef 1. 5a
M3N1 20. 18cd 2. 52a 12. 5a 0. 82abc 4. 1a 0. 39abcd 1. 9a
M3N2 21. 24bc 2. 62a 12. 4a 0. 85ab 4. 0a 0. 41abc 1. 9a
M3N3 20. 41cd 2. 54a 12. 5a 0. 81abcd 4. 0a 0. 43ab 2. 1a
TOC: Total organic carbon; AOC: Active organic carbon; DOC: Dissolved organic carbon; MBC: Microbial biomass carbon. 下同 The same below.
表 4摇 土壤活性有机碳库各指标的相关性
Table 4摇 Correlation between the indices of active organic
carbon pool in soil
项目 Item TOC AOC DOC MBC CPMI
AOC 0. 20
DOC 0. 48 0. 95*
MBC 0. 44 0. 97* 1. 00**
CPMI 0. 22 1. 00** 0. 96* 0. 97*
产量 Yield 0. 08 0. 99** 0. 91 0. 93 0. 99**
*P<0. 05; **P<0. 01.
系.此外,水稻产量与活性有机碳含量和碳库管理指
数均存在极显著的相关性,且相关系数明显大于总
有机碳,说明活性有机碳含量变化与作物产量和碳
库管理指数的关系更为密切. 水稻产量与碳库管理
指数存在极显著的相关关系,表明碳库管理指数能
够指示土壤肥力水平的变化.
3摇 讨摇 摇 论
目前,对于施肥体系下土壤有机碳的累积和矿
化方面,国内外已经开展了大量研究,结果一致表明
施有机肥或者有机无机肥配施,较不施肥或单施化
肥显著提高了土壤活性有机碳的含量[23,26-30] . 本研
究亦表明,冬种绿肥 2 年后,单施绿肥能够显著促进
土壤总有机碳和活性有机碳的累积. 与不施肥处理
(CK)相比,单施绿肥处理土壤总有机碳含量和活性
有机碳含量分别平均增加 22. 2% 、26. 7% . 本研究
还发现不同处理间土壤活性有机碳含量的变化幅度
为 31. 3% ,较总有机碳变化幅度(22. 5% )大,显示
活性有机碳对施肥措施的响应较为敏感,有助于指
示或预警土壤质量的变化[31-32] . 与不施肥处理相
比,单施氮肥处理的土壤有机碳含量下降了
0. 6% ~3. 4% ,这与徐阳春等[33]、 刘骅等[34] 和
Powlson等[35]的研究结果类似,这可能是由于单施
氮肥容易加速土壤有机碳的分解矿化,不利于其在
土壤中的累积,这就丰富了人们认为绿肥碳氮比较
低,施用氮肥对其分解和累积影响不大的传统认识.
王晶等[26]和宇万太等[36]的研究结果显示,施有机
肥或有机无机肥配合施用均较不施肥或单施化肥显
著提高土壤碳库管理指数.本研究结果同样表明,与
不施肥处理相比,单施绿肥和绿肥氮肥配施处理的
土壤碳库指数分别平均增加了 24. 55 和 15. 17,而
单施氮肥减少了 2. 59. 由此可见,施绿肥或绿肥氮
肥配施对于提高土壤碳库指数和碳库管理指数较单
施化肥更具积极意义.本研究深入分析了不同氮肥、
冬季绿肥翻压条件下活性有机碳及其组分的变化特
征,探讨了稻田耕作措施对 AOC 库及其组分的影
响,得出的结论对于确定该地区土壤肥力水平,建立
农田可持续土壤管理措施具有一定的科学价值,但
由于试验时间和试验条件有限,再加上大田试验极
易受到当地天气条件影响等原因,活性有机碳库其
他组分指标还有待于进一步测定,对于冬种绿肥条
件下水稻不同施氮水平下活性有机碳及其组分的变
化特征仍需要长期持续观测和深入研究.
119210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 杨滨娟等: 施氮和冬种绿肥对土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇
4摇 结摇 摇 论
单施绿肥能够显著促进土壤总有机碳和活性有
机碳的累积.与对照相比,单施绿肥处理土壤总有机
碳含量和活性有机碳含量分别平均增加 22. 2% 、
26. 7% ,但单施氮肥处理的土壤有机碳含量下降了
0. 6% ~3. 4% .与不施肥相比,单施绿肥和绿肥氮肥
配施处理的土壤碳库管理指数平均增加了 24. 55 和
15. 17,而单施氮肥减少了 2. 59. 单施绿肥、绿肥氮
肥配施和单施氮肥的平均微生物生物量碳含量为
0. 32、0. 41 和 0. 24 g·kg-1,分别比 CK 高 54. 0% 、
95. 2%和 14. 3% .活性有机碳含量与碳库管理指数
存在极显著(P<0. 01)相关性,与可溶性有机碳、微
生物生物量碳也存在显著的相关性(P<0. 05).水稻
产量与活性有机碳含量和碳库管理指数均存在极显
著的相关性,且相关系数明显大于总有机碳.
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作者简介摇 杨滨娟,女,1985 年生,博士.主要从事耕作制度
与农业生态研究. E鄄mail: yangbinjuan27@ sina. com
责任编辑摇 张凤丽
319210 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 杨滨娟等: 施氮和冬种绿肥对土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇