有机-无机管理对热带砖红壤碳库和氮库特征的影响

【目的】砖红壤在热区农业地位重要,明确有机—无机管理对其碳/氮库影响,可为热区农田的精准施肥提供依据。【方法】依托建于海南文昌的全国农业面源污染长期定位观测站,于田间尺度下研究了4种有机—无机管理措施对砖红壤碳/氮库的影响,包括:不施肥、单施化肥、单施有机肥、单施秸秆。【结果】(1)对于土壤全态碳、氮库,经5年有机—无机管理后,仅土壤总氮受影响变化显著,有机碳含量变化较小。其中,单施化肥可使土壤总氮含量上升1.65倍,达(0.57±0.11)g/kg;单施有机肥使总氮含量上升1.51倍;(2)对于活性碳库,单施有机肥或秸秆均增加其库含量,包括DTC(溶解性总碳)、DIC(溶解性无机碳)、DOC(溶解性有机碳)。相反,单施化肥使土壤DTC和DOC下降80%和79%,不利于土壤活性碳库累积;(3)对于活性氮库,单施有机肥、秸秆分别使土壤溶解性总氮(DTN)含量增加1.63和1.79倍。但是,仅单施有机肥提升了土壤NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N含量。相反,单施化肥对DTN影响不显著,但对土壤NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N的增加效应在4个施肥处理中最大;(4)弦图分析可视化揭示了有机管理下的碳、氮库含量最高,并成功识别它们与无机管理土壤的差异性;主成分分析发现:土壤氮库(TN、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N)与土壤含水率呈正相关,与土壤pH呈负相关;土壤碳库(DOC、DTC、DIC)与土壤pH呈正相关,与土壤含水率呈负相关;土壤碳库与土壤氮库含量呈负相关。【结论】有机管理,尤其是施用有机肥,可有效提高土壤活性碳/氮库容,是维持土壤肥力最优施肥方式。