





中国农业科学 ›› 2026, Vol. 59 ›› Issue (18): 4092-4104.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2026.18.011
韩小雨1,2(
), 朱玉萍2, 刘红芳2, 孙志梅1(
), 张秀芝3, 高洪军3, 彭畅3, 张淑香2(
)
收稿日期:2025-10-31
接受日期:2026-01-24
出版日期:2026-09-16
发布日期:2026-09-20
通信作者:
联系方式:
韩小雨,E-mail:h13287895753@163.com。
基金资助:
HAN XiaoYu1,2(
), ZHU YuPing2, LIU HongFang2, SUN ZhiMei1(
), ZHANG XiuZhi3, GAO HongJun3, PENG Chang3, ZHANG ShuXiang2(
)
Received:2025-10-31
Accepted:2026-01-24
Published:2026-09-16
Online:2026-09-20
摘要:
【目的】探究长期不同施肥措施下土壤活性碳组分和碳水解酶的变化特征,为提升东北黑土肥力和优化施肥策略提供理论依据。【方法】依托吉林省公主岭市自1989年开始的黑土长期定位施肥试验,设置施氮钾肥(NK)、氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾+秸秆(NPKS)、氮磷钾+有机肥(NPKM)4个处理,以不施肥(CK)为对照,测定不同施肥处理的土壤养分、淀粉酶(AMY)、蔗糖酶(SUC)、纤维二糖水解酶(CBH)、β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)、颗粒有机碳(POC)、易氧化有机碳(EOC)、可溶性有机碳(DOC)及微生物量碳(MBC)含量。结合方差分析、相关分析、Mantel检验及偏最小二乘路径模型分析其变化特征及相关联系。【结果】与CK相比,NPKM处理对土壤有机碳及活性有机碳组分的提升最为全面,土壤有机碳含量(SOC)增加6.7 g·kg-1,POC、EOC、MBC及DOC含量分别显著提高2.5 g·kg-1、3.0 g·kg-1、97.5 mg·kg-1 和14.1 mg·kg-1,活性碳几何平均数大幅提升50.1%。NPKS处理下SOC、POC和MBC含量也显著提高了2.3 g·kg-1、1.5 g·kg-1和93.0 mg·kg-1。相比之下,NPK与NK处理均降低了POC、MBC含量,活性碳几何平均数分别降低24.7%与26.8%。碳库管理指数仅NPKM处理较CK显著提升55.9%,NK处理使碳库活度显著降低33.6%。在酶活性方面,与CK相比,所有施肥处理均提高了AMY活性,其中,NK与NPK处理还显著提高了CBH和βG活性,且NK处理的增幅最大,CBH增加167.3 μmol·g-1·h-1,βG增加457.7 μmol·g-1·h-1。在土壤养分方面,与CK相比,NPKM处理显著提高了土壤全氮(TN)、全磷(TP)、有效磷(AP)和速效钾(AK)含量,分别增加0.72 g·kg-1、1.85 g·kg-1、148.9 mg·kg-1和402.1 mg·kg-1。NK处理则导致pH显著下降2个单位,TP含量降低0.2 g·kg-1。此外,NK处理提高了土壤C∶P和N∶P,而其他施肥处理普遍降低了C∶N、C∶P和N∶P。相关性与路径分析表明,土壤TN、TP、AP和AK对POC、EOC及MBC的积累具有直接促进作用。而较高的C∶P和N∶P会通过激发CBH和βG活性,加速碳分解与矿化,从而抑制POC、EOC和MBC的积累。【结论】长期化肥配施有机肥不仅提高了土壤养分含量、还通过优化养分平衡和调节碳水解酶活性增加了土壤活性有机碳含量,是实现东北黑土地力提升的最优施肥策略。
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表2
不同施肥措施对土壤养分的影响"
| 处理 | 酸碱度 pH | 全氮 TN (g∙kg-1) | 全磷 TP (g∙kg-1) | 全钾 TK (g∙kg-1) | 有效磷 AP (mg∙kg-1) | 速效钾 AK (mg∙kg-1) | 碳氮比 C:N | 碳磷比 C:P | 氮磷比 N:P |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CK | 7.76±0.32a | 1.25±0.04cd | 1.03±0.04c | 20.61±0.45a | 7.39±0.51d | 191.30±8.77b | 11.87±0.78a | 14.45±1.47b | 1.22±0.06b |
| NK | 5.76±0.13d | 1.36±0.02bc | 0.84±0.05d | 20.54±0.60a | 8.41±1.16d | 208.03±10.48b | 11.00±0.15b | 17.74±1.01a | 1.61±0.08a |
| NPK | 6.44±0.14c | 1.22±0.04d | 1.13±0.04c | 20.61±0.28a | 26.22±0.91b | 202.01±8.92b | 10.95±0.07b | 11.80±0.34c | 1.08±0.02c |
| NPKS | 7.92±0.04a | 1.45±0.08b | 1.51±0.05b | 20.58±0.16a | 17.46±1.1c | 209.71±6.05b | 11.85±0.28a | 11.32±0.44c | 0.96±0.04d |
| NPKM | 7.30±0.19b | 1.97±0.12a | 2.88±0.13a | 21.22±0.16a | 156.33±10.42a | 255.89±17.57a | 10.91±0.19b | 7.47±0.24d | 0.68±0.01e |
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