全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
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摇 摇 第 猿猿卷 第 员远期摇 摇 圆园员猿年 愿月摇 渊半月刊冤
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
物种分布模型理论研究进展 李国庆袁刘长成袁刘玉国袁等 渊源愿圆苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
稀土元素对农田生态系统的影响研究进展 金姝兰袁黄益宗 渊源愿猿远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
藤壶金星幼虫附着变态机制 饶小珍袁林摇 岗袁许友勤 渊源愿源远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
群居动物中的共同决策 王程亮袁王晓卫袁齐晓光袁等 渊源愿缘苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
个体与基础生态
季风进退和转换对中国褐飞虱迁飞的影响 包云轩袁黄金颖袁谢晓金袁等 渊源愿远源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
两种海星对三种双壳贝类的捕食选择性和摄食率 齐占会袁王摇 珺袁毛玉泽袁等 渊源愿苑愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
新疆巴音布鲁克繁殖期大天鹅的生境选择 董摇 超袁张国钢袁陆摇 军袁等 渊源愿愿缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
我国特有植物青檀遗传结构的 陨杂杂砸分析 李晓红袁张摇 慧袁王德元袁等 渊源愿怨圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
栽培菊花与菊属鄄近缘属属间杂种杂交后代耐盐性的遗传分析 许莉莉袁陈发棣袁陈素梅袁等 渊源怨园圆冤噎噎噎噎
荒漠区植物光合器官解剖结构对水分利用效率的指示作用 张海娜袁苏培玺袁李善家袁等 渊源怨园怨冤噎噎噎噎噎噎
水分对番茄不同叶龄叶片光合作用的影响 陈凯利袁李建明袁贺会强袁等 渊源怨员怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
广西猫儿山不同海拔常绿树种和落叶树种光合速率与氮的关系 白坤栋袁蒋得斌袁万贤崇 渊源怨猿园冤噎噎噎噎噎
施肥对板栗林地土壤 晕圆韵通量动态变化的影响 张蛟蛟袁李永夫袁姜培坤袁等 渊源怨猿怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
施肥对红壤水稻土团聚体分布及其碳氮含量的影响 刘希玉袁王忠强袁张心昱袁等 渊源怨源怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
种群尧群落和生态系统
大兴安岭天然沼泽湿地生态系统碳储量 牟长城袁王摇 彪袁卢慧翠袁等 渊源怨缘远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于多时相 蕴葬灶凿泽葬贼 栽酝影像的汶川地震灾区河岸带植被覆盖动态监测要要要以岷江河谷映秀鄄汶川段
为例 许积层袁唐摇 斌袁卢摇 涛 渊源怨远远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
不同强度火干扰下盘古林场天然落叶松林的空间结构 倪宝龙袁刘兆刚 渊源怨苑缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
长江中下游湖群大型底栖动物群落结构及影响因素 蔡永久袁姜加虎袁张摇 路袁等 渊源怨愿缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
千岛湖岛屿社鼠的种群年龄结构和性比 张摇 旭袁鲍毅新袁刘摇 军袁等 渊缘园园园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
性信息素诱捕下害虫 蕴燥早蚤泽贼蚤糟增长及经济阈值数学模型 赵志国袁荣二花袁赵志红袁等 渊缘园园愿冤噎噎噎噎噎噎噎
秋末苏南茶园昆虫的群落组成及其趋色性 郑颖姹袁钮羽群袁崔桂玲袁等 渊缘园员苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
北方常见农业土地利用方式对土壤螨群落结构的影响 韩雪梅袁李丹丹袁梁子安袁等 渊缘园圆远冤噎噎噎噎噎噎噎
景观尧区域和全球生态
基于鸟类边缘种行为的景观连接度研究要要要空间句法的反规划应用 杨天翔袁张韦倩袁樊正球袁等 渊缘园猿缘冤噎噎
西南高山地区土壤异养呼吸时空动态 张远东袁庞摇 瑞袁顾峰雪袁等 渊缘园源苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
江苏省土壤有机质变异及其主要影响因素 赵明松袁张甘霖袁李德成袁等 渊缘园缘愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于林业清查资料的桂西北植被碳空间分布及其变化特征 张明阳袁罗为检袁刘会玉袁等 渊缘园远苑冤噎噎噎噎噎噎
资源与产业生态
基于能值分析方法的城市代谢过程要要要案例研究 刘耕源袁杨志峰袁陈摇 彬 渊缘园苑愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于 孕杂砸模型的耕地生态安全物元分析评价 张摇 锐袁郑华伟袁刘友兆 渊缘园怨园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
保水剂对煤矸石基质上高羊茅生长及营养吸收的影响 赵陟峰袁王冬梅袁赵廷宁 渊缘员园员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
城乡与社会生态
生态保护价值的距离衰减性要要要以三江平原湿地为例 敖长林袁陈瑾婷袁焦摇 扬袁等 渊缘员园怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎
研究简报
广东山区土壤有机碳空间变异的尺度效应 姜摇 春袁吴志峰袁钱乐祥袁等 渊缘员员愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
室内养殖雌性松鼠秋季换毛期被毛长度和保温性能变化 荆摇 璞袁张摇 伟袁华摇 彦袁等 渊缘员圆远冤噎噎噎噎噎噎噎
期刊基本参数院悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝鄢员怨愿员鄢皂鄢员远鄢猿园远鄢扎澡鄢孕鄢 预 怨园郾 园园鄢员缘员园鄢猿圆鄢圆园员猿鄄园愿
室室室室室室室室室室室室室室
封面图说院 高寒草甸牦牛群要要要三江源区位于青藏高原腹地袁 平均海拔 源圆园园皂袁是长江尧黄河尧澜沧江三条大河的发源地袁也是
全球气候变化最敏感的地区遥 三江源区高寒草甸植被状况对该区的生态环境尧草地资源合理利用和应对全球气候
变化具有十分重要的意义遥 圆园园缘 年以来袁国家投资 苑园 多亿元启动三江源生态保护工程遥 监测显示袁近年来袁三江源
湖泊湿地面积逐步扩大袁植被覆盖度得到提高袁三江源区高寒草甸的生态恶化趋势得到遏制遥 图为冒着风雪在三江
源高寒草甸上吃草的牦牛群遥
彩图及图说提供院 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 耘鄄皂葬蚤造院 糟蚤贼藻泽援 糟澡藻灶躁憎岳 员远猿援 糟燥皂
第 33 卷第 16 期
2013 年 8 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 33,No. 16
Aug. ,2013
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2鄄EW鄄310);国家自然科学基金面上项目(41171153,41001179)
收稿日期:2013鄄01鄄15; 摇 摇 修订日期:2013鄄04鄄18
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: zhangxy@ igsnrr. ac. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201301150105
刘希玉,王忠强,张心昱,徐丽丽,施瑶,孙晓敏,杨风亭.施肥对红壤水稻土团聚体分布及其碳氮含量的影响.生态学报,2013,33(16):4949鄄4955.
Liu X Y, Wang Z Q, Zhang X Y, Xu L L, Shi Y, Sun X M, Yang F T. Effects of long鄄term fertilization on aggregate dynamics and organic carbon and total
nitrogen contents in a reddish paddy soil. Acta Ecologica Sinica,2013,33(16):4949鄄4955.
施肥对红壤水稻土团聚体分布及其碳氮含量的影响
刘希玉1,2, 王忠强1, 张心昱2,*, 徐丽丽2,3,施摇 瑶1,2, 孙晓敏2, 杨风亭2
(1. 东北师范大学地理科学学院,长春摇 130024; 2. 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网
络观测与模拟重点实验室,北京 100101;3. 沈阳农业大学土地与环境学院,沈阳摇 110866)
摘要:依托中国科学院千烟洲生态试验站,利用 1998 年建立的红壤水稻田长期定位施肥试验,研究秸秆还田( ST)、化肥
(NPK)、有机肥(OM)等施肥方式对红壤水稻土各粒级团聚体分布及其碳氮含量影响。 结果表明:在所有施肥处理条件下红壤
水稻土团聚体分布以<63滋m的粉砂和粘粒为主,占 41%—54% ,长期施肥特别是施用 OM 有利于促进红壤水稻土大粒级团聚
体形成;分别施用 ST、NPK和 OM均能提高红壤水稻土全土及各粒级团聚体中的有机碳和全氮含量,施用 OM 提高幅度最大。
因此,在我国南方红壤稻作区的农业生产过程中应施用有机肥,从而改善土壤结构、碳贮量和养分状况。
关键词:团聚体;秸秆还田;化肥;有机肥;有机碳;全氮
Effects of long鄄term fertilization on aggregate dynamics and organic carbon and
total nitrogen contents in a reddish paddy soil
LIU Xiyu1, 2, WANG Zhongqiang1, ZHANG Xinyu2,*, XU Lili2, 3, SHI Yao1, 2, SUN Xiaomin2, YANG Fengting2
1 College of Geographic Science, Northeast Normal University, Changchun 130024, China
2 Key Laboratory of Ecosystem Network Observation and Modeling, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of
Sciences, Beijing, 100101, China
3 College of Land and Environment, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China
Abstract: Fertilizer application is one of the most important management practices for improving soil fertility and increasing
crop yield. However, it is far from certain how different forms of fertilizer affect the soil aggregate composition and carbon
and nitrogen dynamics, especially for reddish paddy soils although it is one of the most popular soil types in China. A long鄄
term field experiment has been established on a reddish paddy soil of Qianyanzhou Ecological Experiment Station (114毅53忆
E,26毅48忆N) in Jiangxi Province in 1998. Four treatments were carried out: Control with no fertilizer (CK), straw return
(ST), mineral fertilizers (NPK) and pig manure (OM), aiming to evaluate the effects of different forms of fertilizer on the
distribution of soil aggregates and carbon and nitrogen content. The results showed that: (1) under control treatment, the <
63滋m particles (silt and clay) are the dominant component in the soils, accounting for approximately 41%—54% of bulk
soil, followed by 63—250滋m microaggregate and 250—500滋m macroaggregate. Compared with CK, long term application
of NPK and OM significantly increased the fraction of 250—500滋m particles and decreased the fraction of < 63滋m
particles, and the application of OM significantly increased the particles of 63—250滋m and of 250—500滋m; (2) the long鄄
term application of ST, NPK and OM increased the organic carbon and total nitrogen contents in the three aggregates,
following the order of CK
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enrichment) were >1 in the aggregates of 63—125 滋m and <63滋m, suggesting that the <125滋m aggregate made dominant
contribution to the total organic carbon and nitrogen storage in the reddish paddy soil. This study provides fundamental
information for choosing proper fertilization practices to improve soil fertility.
Key Words: aggregate; straw return; mineral fertilizer; pig manure; organic carbon; total nitrogen
红壤水稻土是我国南方稻作区主要土壤类型,对我国水稻生产发挥重要作用[1]。 近年来,由于不合理管
理和耕作,加上自身风化作用加强,导致红壤水稻土结构破坏、养分流失量大,严重影响了红壤水稻土可持续
利用及水稻产量和品质[2]。
土壤团聚体作为土壤结构基本组成单元,能够综合反映土壤物理、化学和生物特性[3鄄4]。 土壤团聚体与
土壤中碳氮含量之间相互影响[5],土壤中碳能够提高土壤团聚体稳定性,且有利于促进土壤中微团聚体和大
团聚体形成[6鄄7],而土壤团聚体对土壤中氮的转化有促进作用[8]。 已有研究表明[9],在红壤水稻土中,大团聚
体中有机碳和全氮含量较高;与其它粒级团聚体相比较,红壤水稻土微团聚体稳定性较好,更利于土壤中碳素
和氮素的积累[10]。 土壤团聚体中碳氮含量主要受施肥方式的影响,施用有机肥和化肥能提高土壤团聚体稳
定性,改善土壤结构,施用有机肥效果更显著[11]。 但是目前关于不同施肥方式对红壤不同粒级土壤团聚体中
有机碳和全氮含量影响的研究还不多。
本研究依托千烟洲红壤丘陵区长期定位试验,分析长期不同施肥处理对红壤水稻土各粒级团聚体分布及
其碳氮含量影响,探讨长期不同施肥处理方式下,红壤水稻土团聚体分布与各粒级团聚体中有机碳和全氮含
量之间的关系,以期为改善红壤水稻土结构及提高红壤水稻土肥力提供科学依据。
1摇 材料与方法
1. 1摇 试验区概况
长期施肥试验地设在中国科学院千烟洲生态试验站内,该站位于江西省泰和县吉泰盆地(114毅53忆E,26毅
48忆N),是典型的低丘红壤地区。 试验区属中亚热带湿润季风气候区,年平均气温 18. 6益,年平均无霜期为
280 天,年均降雨量为 1371mm,雨量充沛,但降雨量主要集中在夏季。 试验开始于 1998 年,原始耕层土壤
(0—15cm)理化性质为:pH 6. 0,土壤有机碳 9. 7 g / kg,全氮 1. 0 g / kg,速效磷 1. 6 mg / kg,速效钾 17. 6 mg / kg。
1. 2摇 试验处理
(1)种植方式摇 试验区采用一年两季种植水稻,早稻每年 4 月底种植,7 月底收获;晚稻 7 月底种植,11 月
初收获。 本研究选择 4 种处理,每种处理设有 3 个重复,每个小区面积为 3m伊5m = 15m2,每个小区之间用水
泥田埂相隔。
(2)试验处理摇 (1)对照(CK),不施肥;(2)秸秆还田(ST),不施肥,收获后的早晚稻秸秆均还田,含 N量
为 25kgN / hm2,含 C量为 2295 kgC / hm2;(3)施化肥(NPK),225 kgN / hm2(尿素,含 N 46% ),135 kg P2O5 / hm2
(钙镁磷肥,含 P2O5 13% ),225 kg K2O / hm2(氯化钾,含 K2O 60% ),早、晚稻施肥比例为 1颐1. 25,基肥与追肥
比例为 6 颐 4。 (4)施有机肥 ( OM),施猪粪做基肥一次性施用,猪粪含 N 量为 225kgN / hm2,含 C 量为
2565kgC / hm2。
1. 3摇 测定方法
红壤水稻土样品于 2011 年 11 月 13 日晚稻收获后取样,取样之前,用剖面刀移除土壤表层杂物,用硬质
铝盒在每个小区中随机采样,将田间采集的 0—10cm耕层原状红壤水稻土样品装入塑封袋内,并确保运输过
程中不受挤压,以保持土样原有结构。 运回实验室后,在室温下风干。
红壤水稻土团聚体采用湿筛法分级。 具体操作方法为:称取土块样品 50g,放置于烧杯中,浸没约 5min,
待土块中空气排除后,将样品放置于最大孔径土壤筛(500滋m)上面,套筛下面土壤筛孔径依次为 250、125滋m
和 63滋m,底层放置底盘用于收集<63滋m粉砂和粘粒,将盛土套筛放在振动筛分仪(德国 Retsch, AS200)上,
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每分钟振荡 20 次,振荡 3min。 筛分后>500滋m的红壤水稻土为植物根系和砾石,将此部分质量烘干后称重扣
除。 收集大团聚体(250—500滋m)、微团聚体(125—250滋m和 63—125滋m)及粉砂和粘粒(<63滋m)部分,并分
别转移至烧杯中,烘干,称重,计算得到各粒级红壤水稻土团聚体质量在全土中的百分率。 分离得到的各粒级
红壤水稻土使用球磨仪磨成粉末状,用元素分析仪(德国 Elementar, vario MAX CN)测定各粒级土壤中有机碳
(SOC)和全氮(TN)含量。
1. 4摇 数据处理
各粒级团聚体含量在全土中的百分率按下列公式计算: F% = A
B
伊100
式中,F为该粒级团聚体含量在全土中的百分率(% );A为该粒级团聚体质量(g);B为全土质量(g)。
各粒级团聚体中 SOC、TN富集因子(EC,EN)按下列公式计算: H =
C
D
式中,H为该粒级团聚体中 SOC或 TN富集因子(EC,EN);C为该粒级团聚体中 SOC 或 TN 含量(g / kg);D 为
全土中 SOC或 TN含量(g / kg)。
数据使用 SPSS 17. 0 (SPSS Inc. , Chicago, USA) 进行单因素方差(One鄄Way ANOVA)分析, 采用 LSD进
行多重比较检验,显著水平(P<0. 05)。
2摇 结果与分析
摇 图 1摇 不同施肥处理对各粒级团聚体分布影响
Fig. 1摇 The distribution of soil aggregates in different
fertilization treatments
小写字母表示不同处理之间差异显著(P<0. 05,n=3)
2. 1摇 施肥对红壤水稻土团聚体分布影响
在各处理中,250—500滋m 大团聚体占全土百分率
9%—11% ;63—125滋m微团聚体占 16%—20% ;125—
250滋m微团聚体占 17%—21% ;<63滋m 粉砂和粘粒占
最大,为 41%—54% (图 1)。
OM处理有利于红壤水稻土微团聚体和大团聚体
形成,且主要影响 125—250滋m 粒级团聚体分布,ST 和
NPK处理对各粒级土壤团聚体分布影响不显著。 在
250—500滋m中,OM处理团聚体含量比 CK、ST 和 NPK
处理分别提高了 3% 、4% 和 2% ,且差异显著 ( P <
0郾 05);在 125—250滋m中,OM 处理土壤中该粒级微团
聚体含量占 21% ,分别为 CK、ST 和 NPK 处理的 1郾 2
倍、1. 3 倍和 1. 1 倍,且差异显著 (P<0. 05);在 63—
125滋m中,各处理之间无显著性差异 (P>0. 05);在<
63滋m中,OM处理团聚体含量(41% )显著低于 CK、ST、NPK处理,分别降低了 8% 、13%和 7% (P<0. 05)。
2. 2摇 施肥对红壤水稻土团聚体中有机碳含量分布影响
ST、NPK和 OM处理均能增加各粒级团聚体中 SOC含量,OM处理对各粒级团聚体中 SOC 含量提高幅度
最大,且对 250—500滋m和 63—250滋m 影响更显著(图 2)。 14a 长期定位施肥后,4 种处理方式下,全土中
SOC含量从高到低顺序为:OM>NPK>ST>CK,与 CK 处理相比,ST、NPK、OM 处理分别使全土中 SOC 含量增
加了 3. 4 g / kg、5. 9 g / kg、8. 9 g / kg,各处理之间差异达到显著水平(P<0. 05)。
在 250—500滋m中,OM处理 SOC含量分别为 CK、ST和 NPK处理的 2. 3 倍、2. 4 倍和 1. 9 倍,且差异显著
(P<0. 05);在 125—250滋m中,各处理土壤 SOC 含量顺序为:OM>NPK>ST>CK,ST、NPK 和 OM 处理分别为
CK处理的 1. 3 倍、1. 6 倍和 2. 3 倍(P<0. 05);在 63—125滋m 中,ST、NPK 和 OM 处理比 CK 处理土壤中 SOC
含量分别升高了 22% 、35%和 74% ;在<63滋m中,OM处理 SOC含量最高(17. 9 g / kg),ST、NPK和 OM处理比
CK处理土壤中 SOC含量分别升高了 3% 、14%和 26% 。
在 250—500滋m中,EC 值顺序为:ST
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体中 SOC富集;在 125—250滋m 中,OM 处理 EC 值最大(1. 06),ST、CK 和 NPK 处理 EC 值均小于 1;在 63—
125滋m中,EC 值均大于 1;在<63滋m中,EC 值顺序为:OM
图 2摇 不同施肥对各粒级团聚体中有机碳含量分布和 EC 影响
Fig. 2摇 Effect of different fertilization treatments on the distribution of SOC content and enrichment factor for soil organic carbon in
different soil aggregates
2. 3摇 施肥对红壤水稻土团聚体中全氮含量分布影响
不同处理对土壤各粒级团聚体中 SOC含量影响和对 TN含量影响趋势基本一致,OM显著增加了土壤 TN
含量 (P<0. 05)(图 3)。 各处理 TN含量顺序为:OM>NPK>ST>CK,ST、NPK和 OM处理比 CK处理全土中 TN
含量分别增加了 22% 、44%和 67% 。
图 3摇 不同施肥对各粒级团聚体中全氮含量分布和 EN 影响
Fig. 3摇 Effect of different fertilization treatments on the distribution of TN content and enrichment factor for soil total nitrogen in different
soil aggregates
OM 处理增加各粒级团聚体中 TN含量,对 63—500滋m 影响更显著。 在 250—500滋m 中,OM 处理 TN 含
量分别为 CK、ST和 NPK处理的 2. 3 倍、2. 3 倍和 1. 9 倍,且差异显著 (P<0. 05);在 125—250滋m 中,各处理
土壤 TN含量顺序为:OM>NPK>ST>CK,ST、NPK和 OM处理分别为 CK 处理的 1. 4 倍、1. 9 倍和 2. 7 倍 (P<
0郾 05);在 63—125滋m中,ST、NPK和 OM处理比 CK处理土壤中 TN含量分别升高了 23% 、38%和 92% ;在<
63滋m中,OM处理 TN含量最高(2. 1 g / kg),ST、NPK和 OM处理比 CK处理土壤中 TN含量分别提高了 7% 、
20%和 40% 。
在 250—500滋m中,EN 值顺序为:ST
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最大 1. 60,有利于微团聚体中 TN富集;在<63滋m中,EN 值顺序为:OM
2. 4摇 施肥对红壤水稻土团聚体中 C / N比影响
4 种不同处理方式下,OM处理显著增加了全土中 C / N 比, ST、NPK 和 OM 处理比 CK 处理全土中 C / N
比分别提高了 0. 6、0. 4 和 0. 9,其中施用 OM效果最显著(P<0. 05)(图 4)。
红壤水稻土各粒级团聚体中 C / N比均随粒径减小而降低,OM处理显著降低了<63滋m中 C / N比,增加了
250—500滋m中 C / N比,OM处理更利于增加 250—500滋m 中碳的积累;NPK 处理显著降低了各粒径团聚体
C / N比;ST处理降低了 63—250滋m和<63滋m中 C / N比,但对大团聚体影响不显著。
图 4摇 不同施肥对各粒级土壤团聚体中 C / N影响
摇 Fig. 4 摇 The effect of different fertilization treatments on the
carbon to nitrogen ratio
3摇 讨论
3. 1摇 不同处理对红壤水稻土团聚体分布影响
不同施肥方式对土壤团聚体的形成、数量和分布有
显著影响[12]。 已往研究表明[13鄄14],单独施用有机肥和
化肥能够提高黑土和黑垆土中大团聚体含量,这与本研
究所得结果一致,这主要是由于有机肥和化肥均能使土
壤中 SOC含量升高,从而促进土壤的团聚化作用,将小
粒径团聚体胶结形成大团聚体,增加大团聚体含量,降
低粉砂和粘粒含量。 本研究中,14a 长期定位施用有机
肥后,红壤水稻土 SOC含量增加显著,有利于土壤大团
聚体和微团聚体的形成[15鄄16]。 化肥和秸秆还田有增加
土壤 SOC含量的趋势,但没有有机肥显著,对于大团聚
体和微团聚体的增加也没有达到显著水平。 已往研究
表明,秸秆还田降低了小粒级团聚体含量,增加了大粒级团聚体含量,此结果与本研究不一致,这可能与秸秆
还田施用量较低、化肥与秸秆还田未配合施用有关[17]。
3. 2摇 不同处理对红壤水稻土团聚体中碳氮分布影响
已有长期定位施肥实验表明,单独施用化肥或有机肥均能提高红壤各粒级团聚体中有机碳和全氮含量,
且施用有机肥效果更好[18]。 本研究中,随着不同施肥方式的应用,红壤水稻土中各粒级团聚体中碳氮含量均
明显增加,其中,OM处理方式下,大粒级团聚体中碳含量增加幅度最大,这可能是因为有机肥进入土壤后,破
碎化和分解后,先与土壤大粒级团聚体结合[19],也可能是因为 SOC 使小粒级团聚体胶结成大粒级团聚体,增
加了大粒级团聚体中 SOC含量,同时 OM处理也增加了土壤中微生物数量、根茬、根系和根分泌物的含量,从
而使土壤中碳含量增多[20鄄21]。
EC 和 EN 表示各粒级团聚体中 SOC或 TN含量对全土中 SOC或 TN含量的贡献率[22]。 E>1 表示 SOC或
TN在该粒级团聚体中富集,E<1 表示 SOC 或 TN 在该粒级团聚体中匮乏[23]。 在本研究中,各粒级团聚体对
红壤水稻土碳氮含量的贡献率存在差异,依据 EC 和 EN 值可以判断出,在所有处理方式下,63—125滋m 和<
63滋m土壤粒级对红壤水稻土碳氮贡献率最大。
土壤 C / N比可反映碳氮元素有效性,是评价土壤质量水平的重要指标之一,土壤团聚体中 C / N 比越低,
说明有机物腐解程度越高,土壤养分有效性越高[24];土壤团聚体中 C / N 比越高,土壤有机碳越稳定,越利于
土壤中碳的积累。 OM和 ST处理均能增加大粒级团聚体中 C / N比,有利于土壤中碳的积累。 土壤中与小粒
级团聚体结合的碳是形成时间较长的碳,由于碳的分解,降低了小粒级团聚体中 C / N 比[25],这与本研究结果
相一致。
4摇 结论
(1)红壤水稻土团聚体分布以粉砂和粘粒为主,占全土 41%—54% ;施用 OM 能明显促进红壤水稻土大
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团聚体和微团聚体形成。
(2)ST、NPK 和 OM 处理均能提高红壤水稻土全土及各粒级团聚体中有机碳和全氮含量,施用 OM 增加
幅度最大;在所有施肥方式下,63—125滋m和<63滋m中 EC 和 EN 值均大于 1, 红壤水稻土中碳氮主要贮存在
63—125滋m和<63滋m土壤粒级中。
(3)长期施用 OM能有效提高红壤水稻土团聚体稳定性和红壤水稻土碳氮含量,建议在红壤水稻土中应
施用 OM。
致谢:感谢中国科学院千烟洲生态试验站和邹敬东老师对野外工作的帮助, 感谢美国橡树岭国家重点实验室
徐小锋博士对写作的帮助。
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圆猿员缘 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 猿猿 卷摇
《生态学报》2013 年征订启事
《生态学报》是由中国科学技术协会主管,中国生态学学会、中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊,创刊于 1981 年,报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果。 坚持“百花齐放,百家
争鸣冶的方针,依靠和团结广大生态学科研工作者,探索生态学奥秘,为生态学基础理论研究搭建交流平台,
促进生态学研究深入发展,为我国培养和造就生态学科研人才和知识创新服务、为国民经济建设和发展服务。
《生态学报》主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果。 特别欢
迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方法、新技术介绍;新书评价和
学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,300 页,国内定价 90 元 /册,全年定价 2160 元。
国内邮发代号:82鄄7,国外邮发代号:M670
标准刊号:ISSN 1000鄄0933摇 摇 CN 11鄄2031 / Q
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本期责任副主编摇 王克林摇 摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 33 卷摇 第 16 期摇 (2013 年 8 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 33摇 No郾 16 (August, 2013)
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