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資源區劃所發現有機肥替代部分化肥穩定土壤有機質的新機制

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  近日,中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所科研團隊在有機替代提高土壤有機質含量機制方面取得新進展,發現有機肥部分替代化肥可以顯著降低秸稈對土壤原有有機質降解的激發效應。該研究為通過施用有機肥實現化肥減施,促進農業綠色發展提供了理論基礎。相關研究成果在線發表在《土壤生物學與生物化學(Soil Biology and Biochemistry)》上。

  作物秸稈和有機肥含有豐富的有機碳和作物生長所必需的元素,保留作物秸稈和有機肥替代化肥不僅可以節約化肥,還可以增加土壤有機碳的含量,減少污染。秸稈進入土壤可以增加或減少原生有機碳的分解,即激發效應。土壤有機碳降解是比較復雜的,傳統觀念認為,殘留物降解速率主要受大氣候、凋落物化學組成及養分含量的影響。近年來,微生物群落被發現是凋落物分解的另一個重要調控因子,而且施肥是農業管理的重要措施之一,長期定位施肥可顯著改變微生物的群落結構和多樣性。前人研究表明,長期施用氮磷鉀和氮磷鉀+有機肥可顯著增加土壤碳含量養分與土壤pH值變化,但它們對秸稈降解及土壤激發效應的影響目前還沒有得到很好的研究。

  該研究以祁陽長期不同施肥紅壤為試驗土壤,將碳13秸稈加入到不同施肥處理的長期定位紅壤中,采用碳13穩定同位素技術,結合土壤化學和酶學測定分別研究長期施用氮磷鉀和氮磷鉀+有機肥對短期秸稈降解和對土壤原有有機碳礦化的激發效應。結果表明,長期施用氮磷鉀和氮磷鉀+有機肥顯著增加了秸稈的短期降解,秸稈降解的增加與微生物降解纖維素的能力密切相關。施用氮磷鉀并沒有改變秸稈誘導的激發效應,而氮磷鉀+有機肥則顯著降低了激發效應。不同施肥處理激發效應的變化與受添加秸稈激發的真菌數量密切相關。這些結果對我們理解長期養分管理下的復雜碳轉化具有重要意義。

  該研究得到了中國農科院科技創新工程、重點研發計劃、國家自然科學基金等項目的資助。(通訊員 查靜)

  原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003807171930135X

 

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