长期有机培肥驱动红壤各有机碳组分协同提升OA

土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)是土壤肥力的核心,探明长期(29年)不同施肥下红壤有机碳及其组分的演变规律对指导红壤区合理施肥与土壤固碳培肥具有重要意义。基于湖南祁阳红壤长期定位施肥试验(始于1990年),分别选取不施肥(CK)、撂荒(CK0)、常量氮磷钾化肥(NPK)、NPK+秸秆还田(NPKS)、常量有机肥(M)、NPK+M(NPKM)、增量氮磷钾化肥+增量有机肥(1.5NPKM)共7个处理,分析长期不同施肥处理下土壤总SOC及其各组分含量的演变特征和相互关系。结果表明,与初始SOC含量相比,长期施肥处理均显著提高了SOC含量,其中CK0、M、NPKM和1.5NPKM处理的增幅最大,平均达91%,且在试验前期(前17年)快速上升,年均增加0.45 g·kg^(-1),后期(第17至第29年)趋于平稳;而NPK和NPKS处理SOC含量在整个试验期间增长较缓慢,年均增加0.07~0.11 g·kg^(-1)。与CK处理相比,CK0、M、NPKM和1.5NPKM处理的粗颗粒有机碳(coarse particulate organic carbon,cPOC)、细颗粒有机碳(fine particulate organic carbon,fPOC)、团聚体间颗粒有机碳(inter-aggregate particulate organic carbon,iPOC)和矿物结合态有机碳(mineral-associated organic carbon,MOC)含量分别显著增加257%~372%、537%~714%、186%~225%和45%~58%。各组分有机碳占比随施肥年限的延长而发生变化,其中,cPOC占比呈升高趋势,fPOC和iPOC占比呈先升高后降低趋势,而MOC占比呈先降低后升高趋势;除fPOC外,cPOC、iPOC和MOC含量均与SOC含量呈显著正相关。综上,长期施用有机肥是提升红壤总SOC及其各组分含量的有效途径,长期施肥主要通过增加红壤cPOC和iPOC含量来提高总SOC含量,且cPOC对施肥的响应最敏感,可作为红壤施肥管理与固碳效应评价的指示指标。