黑土长期定位原状土搬迁对土壤腐殖质结合形态的影响

为了明确遭到环境和土体变化时土壤腐殖质的变化情况,调查了黑土长期定位试验站原状土搬迁前（2008年）和搬迁后（2013年）4个典型处理（马粪＋氮磷钾、马粪、氮磷钾、不施肥）的腐殖质结合形态的变化。结果表明：有机碳与重组碳呈极显著正相关,各处理间的规律表现为马粪＋氮磷钾〉氮磷钾〉马粪〉不施肥,搬迁前后规律一致。各处理的原土复合量高低顺序为马粪＋氮磷钾〉马粪〉氮磷钾〉不施肥;原土复合度高低顺序为马粪＋氮磷钾〈马粪〈氮磷钾〈不施肥。搬迁后各处理原土复合量和原土复合度均有降低的趋势,变化幅度以马粪＋氮磷钾处理最大。对比各处理搬迁前后松结态腐殖质相对含量变化不大,主要表现在稳结态腐殖质的降低和紧结态腐殖质的升高上,以马粪＋氮磷钾处理的变异幅度最小,为0.2%-2.5%,马粪处理的变异幅度次之4.5%-6.0%,不施肥处理变异幅度最大为10.5%-20.0%。说明长期合理施肥,特别是有机无机肥配合施用,不仅能够活化土壤腐殖质,同时,还能在土壤遭到环境及土体变化时,提升增加土壤对外界环境的缓冲能力。

DayCent模型模拟黑土长期施肥下土壤碳氮变化

为促进黑土耕地可持续发展,本研究利用黑龙江省38年长期定位施肥试验的作物产量、土壤有机碳含量和全氮含量等数据,对DayCent模型进行校验和验证,同时,利用试验数据逆向模拟的方法,获取模型最佳的修正系数,分析导致模型模拟偏差的原因,揭示黑土区施肥制度对土壤碳氮动态变化的影响以及土壤碳氮转化的规律。结果表明:DayCent模型验证土壤有机碳时不施肥(CK)、氮肥(N)、二倍量氮肥(N2)、氮磷钾配施(NPK)、有机肥(M)、有机肥+氮肥配施(MN)和有机肥+氮磷钾配施(MNPK)处理的均方根差为7.2%~9.8%,验证全氮时的均方根差为7.1%~10.2%,且模拟评价的相对误差和模拟效率均在很好和较好范围内,说明模型参数组合对以有机肥归还为主的施肥条件下有机碳、全氮动态模拟较好;而验证二倍量有机肥(M2和M2N2)处理的土壤有机碳、全氮的均方根差分别为13.2%、12.5%和10.6%、10.4%,模型模拟的效果较好,DayCent模型能够基本反映土壤有机碳和全氮的变化。利用38年长期定位试验实测数据逆向分析可知,该试验点有机肥投入下的有机碳周转速率是单施化肥的1.7倍。利用DayCent模型模拟东北黑土区大量有机肥投入时的土壤碳动态变化时,需综合考虑土壤碳氮平衡、激发效应及淋洗迁移等问题,可能会在不同程度上高估高量有机肥投入下土壤有机碳动态。