化肥减量配施有机肥对农田土壤环境质量及有机碳矿化的影响.pdf

摘要

施肥是提高农田土壤中作物产量和品质的一项重要管理措施。长期以来，由于

盲目地追求作物的高产从而向土壤中过量施加化肥的现象屡见不鲜，这导致了诸多

土壤环境问题。随着国家“化肥减施”政策的提出，在农田中探索用其他肥料来部分

替代化肥已经成为了实现农业可持续发展的有效途径。有机肥因其养分全面，有机

质含量高而受到了越来越多的关注，以有机肥来替代化肥已经逐步成为一项重要的

农田管理手段。然而，化肥减量配施有机肥对土壤各项指标的综合影响尚不明确。

因此，本文通过构建土壤质量评价体系，综合评估了化肥减量配施有机肥对土壤理

化指标、生物指标和环境指标的影响，并通过室内模拟实验的方法探讨了不同施肥

处理下土壤有机碳的矿化特征，为田间化肥减量增效提供理论依据和技术支撑。主

要研究结果如下：

（1）按照研究区域土壤背景值与所需肥料的特点，以康奈尔土壤健康评价系

统为依据，分别从土壤的理化指标、生物指标和环境指标中进行筛选，最终构建了

包括含水率、电导率、pH、有机质、铵态氮、有效磷、速效钾、微生物量碳、微

生物量氮、磷酸酶、脲酶、蔗糖酶、锌、镍、铜、铬、sul1、sul2、tetG、tetX、tnp、

qnr、intl1等23项指标的化肥减量配施有机肥的土壤质量评价体系。

（2）通过田间定位试验分析了化肥减量配施有机肥对土壤的理化、生物和环

境指标的影响，结果表明，有机肥的添加提高了土壤的含水率、电导率、pH、有

机质、铵态氮、有效磷、速效钾、微生物量碳、微生物量氮、磷酸酶、脲酶、蔗糖

酶、锌、镍、铜、铬、sul2、tetG、tetX、intl1。此外，土壤中的理化指标、生物指

标随着化肥施加量的减少而得到不同程度的提高，而环境指标组内变化不显著。

（3）运用模糊数学法中的隶属函数计算各项指标的隶属度，因子分析法计算

各项指标的权重，最终得出土壤质量指数与健康等级，结果表明，不同施肥处理下

的土壤质量指数大小排序为化肥有机肥混施单施有机肥不施肥，其中OC

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（0.8063）、OC（0.7921）、OC（0.7368）的土壤健康等级为健康，其余处理

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均为亚健康。

（4）采用细菌高通量测序与室内模拟实验的方法探讨了化肥减量配施有机肥

对土壤细菌群落以及有机碳矿化过程的影响，结果表明，有机肥的添加有助于提高

土壤细菌群落多样性，同时提高了放线菌门与厚壁菌门的相对丰度，增加了土壤有

机碳矿化的速率与累积矿化量，降低了累积矿化率、潜在可矿化有机碳以及

C/SOC；同时，减少化肥的施加量可以提高细菌多样性，增加芽单胞菌门、疣微

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菌门的相对丰度，降低了有机碳矿化速率、累积矿化量、累积矿化率、潜在可矿化

有机碳以及C/SOC。

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关键词：化肥减量，有机肥，土壤环境质量，有机碳矿化

EffectsofChemicalFertilizerReductionandOrganicFertilizer

ApplicationonEnvironmentalQualityandOrganicCarbon

MineralizationinAgriculturalSoils

Abstract

Fertilizerapplicationisanimportantmanagementmeasuretoimprovetheyieldand

qualityofcropsinagriculturalsoils.Foralongtime,thephenomenonofblindlypursuing

highcropyieldsandthusapplyingexcessiveamountsofchemicalfertilizerstothesoil

hasbeencommon.Thishasledtomanyenvironmental