全球尺度Meta分析丨SOIL TILL RES:施肥对土壤有机质化学的影响

文摘   2024-12-21 07:01   德国  

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编译:王上

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文章信息





原名:Fertilization effects on soil organic matter chemistry

译名:施肥对土壤有机质化学的影响

期刊:Soil and Tillage Research

2023年影响因子:6.1

5年影响因子:6.9

在线发表时间:2024.10.31

通讯作者:游成铭ycmsichuan2009@163.com

第一单位:四川农业大学林学院/长江上游森林资源保育与生态安全国家林业和草原局重点实验室/长江上游林业生态工程四川省重点实验室

文章亮点

施氮磷钾肥比单纯施氮肥(+8.6%)更能提高 SOC 含量(+12%

短期/低浓度氮肥或长期/高浓度氮磷钾施肥改变了SOM化学成分

植物、微生物、矿物质和初始C水平决定了施肥对SOM的影响

在施用氮磷钾肥的情况下,SOC的含量主要通过O-烷基和芳香族 C来增加

文章摘要
01

研究背景

尽管碳与氮、磷和钾等养分之间存在密切的相互作用,但单独施肥或与磷、钾肥一起施肥对土壤有机质(SOM)化学成分的影响仍不清楚。

02

研究方案

作者在Web of Science、谷歌学术和中国知网上检索了截至20231031日发表的相关文献。经筛选后,得到来自45项实地研究的固态13C核磁共振光谱数据,之后对这些数据进行荟萃分析,以探索单施氮肥和氮磷钾肥对SOM含量和化学成分的影响。

03

研究结果

一般来说,矿质肥料通过三个间接过程影响SOM的含量和组成:i) 增加凋落物的输入和根系沉积;ii) 加速SOM的微生物分解;iii) 改变土壤矿物质对SOM的保存。施用氮磷钾肥(+12%)比单独施用氮肥(+8.6%)更能增加有机碳含量。在低氮肥施用率(<50 kg N ha-1 yr-1)或短期(0-5 年)单独施用氮肥后,烷基和O-烷基C增加,这可能是因为氮肥供应的改善促进了富含长链脂肪族C的细菌残留物(bacterial residue)的形成和富含碳水化合物物质的输入。

高施肥量(>200 kg N ha-1yr-1)或长期(>25 年)氮磷钾施肥增加了烷基碳,但减少了芳香族碳,这可能是由于养分限制减少和酸化造成的。这些因素促进了富含脂肪族碳的微生物生物量,加速了稳定化合物的分解,并降低了对芳香族酸的矿物质保护。SOM化学成分(不包括芳香族碳)对氮磷钾施肥的响应随着初始施肥量的增加而降低。相反,在只施用氮肥的情况下,SOM的响应随着初始含量的增加而提高。在施用氮磷钾肥的情况下,有机碳含量的增加与SOM化学成分的变化密切相关,而在单独施用氮肥的情况下则不然。

04

研究结论

总之,施用氮磷钾肥比单独施用氮肥更有效地改变了SOM化学性质并增加了有机碳积累,而这是通过增加植物生长、提高微生物生物量和活性、改变矿物质保护和土壤初始碳含量来实现的。作者的研究结果为优化施肥策略以提高土壤固碳能力和肥力提供了重要启示。

原文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167198724003477


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