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资源区划所发现有机肥替代部分化肥稳定土壤有机质的新机制

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  近日,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所科研团队在有机替代提高土壤有机质含量机制方面取得新进展,发现有机肥部分替代化肥可以显著降低秸秆对土壤原有有机质降解的激发效应。该研究为通过施用有机肥实现化肥减施,促进农业绿色发展提供了理论基础。相关研究成果在线发表在《土壤生物学与生物化学(Soil Biology and Biochemistry)》上。

  作物秸秆和有机肥含有丰富的有机碳和作物生长所必需的元素,保留作物秸秆和有机肥替代化肥不仅可以节约化肥,还可以增加土壤有机碳的含量,减少污染。秸秆进入土壤可以增加或减少原生有机碳的分解,即激发效应。土壤有机碳降解是比较复杂的,传统观念认为,残留物降解速率主要受大气候、凋落物化学组成及养分含量的影响。近年来,微生物群落被发现是凋落物分解的另一个重要调控因子,而且施肥是农业管理的重要措施之一,长期定位施肥可显著改变微生物的群落结构和多样性。前人研究表明,长期施用氮磷钾和氮磷钾+有机肥可显著增加土壤碳含量养分与土壤pH值变化,但它们对秸秆降解及土壤激发效应的影响目前还没有得到很好的研究。

  该研究以祁阳长期不同施肥红壤为试验土壤,将碳13秸秆加入到不同施肥处理的长期定位红壤中,采用碳13稳定同位素技术,结合土壤化学和酶学测定分别研究长期施用氮磷钾和氮磷钾+有机肥对短期秸秆降解和对土壤原有有机碳矿化的激发效应。结果表明,长期施用氮磷钾和氮磷钾+有机肥显著增加了秸秆的短期降解,秸秆降解的增加与微生物降解纤维素的能力密切相关。施用氮磷钾并没有改变秸秆诱导的激发效应,而氮磷钾+有机肥则显著降低了激发效应。不同施肥处理激发效应的变化与受添加秸秆激发的真菌数量密切相关。这些结果对我们理解长期养分管理下的复杂碳转化具有重要意义。

  该研究得到了中国农科院科技创新工程、重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。(通讯员 查静)

  原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003807171930135X

 

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