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Lignocellulosic fraction-induced niche differentiation within dissimilatory iron reducing bacterial groups in a paddy soil

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Soil Ecology Letters 2024年第1期6卷 77-88页

作者： Yunbin Jiang Wenting Hu kailou liu Shangshu Huang Fengwu Zhou Cheng Han Huan Deng Wenhui Zhong Jiangsu Provincial Key Laboratory of Materials Cycling and Pollution Control School of GeographyNanjing Normal UniversityNanjing 210023China Jiangsu Centerfor Collaborative Innovation in Geographical Information Resource Development and Application Nanjing 210023China National Engineering and Technology Research Center for Red Soil Improvement Jiangxi Institute of Red Soil and Germplasm ResourcesNanchang 331717China Schoolof Environment Nanjing Normal UniversityNanjing 210023China

Responses of soil DIRB to lignocellulosic fractions during a 6-week microcosm incubation were ***,Bacillus,and Clostridium maintained their domi-nance throughout the *** DIRB groups proliferated under specific lignocellulosic fraction *** of insufficient ferric iron on the proliferation varied by DIRB *** iron reducing bacteria(DIRB)are phylogenetically and physi-ologically diverse in paddy soils,where iron reduction closely couples with the oxidation of rice straw-derived carbon in the straw returning ***,few studies have addressed the niche differentiation within DIRB groups during the degradation of lignocellulosic fractions of rice *** study conducted a 6-week microcosm incubation experiment to reveal the distinct responses of DIRB groups under specific lignocellulosic fraction amendments with and without ferrihydrite(Fh)addition in a flooded paddy *** showed that the total absolute abundance of the 19 detected DIRB groups did not vary significantly during the ***,Bacillus,and Clostridium were the dominant DIRB groups for all lignocellulosic treatments whereas Thermincola was dominant but only under xylan amendment with Fh ***-nodes in the co-occurrence networks of bacterial community mainly belonged to Anaeromyxobacter and *** and Thermincola,Alkaliphilus and Anaeromyxobacter,and Alicyclobacillus,Desulfobulbus,and Desulfosporosinus were specifically proliferated under xylan,cellulose,and lignin amendments,*** the proliferation was limited by insufficient ferric iron varied by bacterial *** findings suggested the lignocellulosic fraction-induced niche differentiation within DIRB groups,which advanced our understanding of the ecology of DIRB in paddy soils under straw returning.

关键词： cellulose hemicellulose lignin bacterial community diversity co-occurrence networks

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亚热带水田土壤团聚体有机质对长期秸秆还田的响应

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天津师范大学学报（自然科学版） 2024年第1期44卷 69-74页

作者：徐海静柳开楼郭长城娄翼来王义东天津师范大学天津市水资源与水环境重点实验室天津300387 天津师范大学地理与环境科学学院天津300387 江西省红壤研究所国家红壤改良工程技术研究中心南昌331717 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081

为了探究长期秸秆还田处理下土壤团聚体有机碳含量和固碳效率的变化情况,以江西省进贤县稻田红壤为研究对象,分别进行常规处理和常规+秸秆还田处理,利用元素分析仪测定不同粒级土壤团聚体的碳、氮含量,并通过土壤有机碳(soil organic ca... 详细信息

为了探究长期秸秆还田处理下土壤团聚体有机碳含量和固碳效率的变化情况,以江西省进贤县稻田红壤为研究对象,分别进行常规处理和常规+秸秆还田处理,利用元素分析仪测定不同粒级土壤团聚体的碳、氮含量,并通过土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)固存量和累积碳投入量计算土壤固碳效率.结果表明:①稻田红壤的优势团聚体粒级为[0.250,2.000)mm,质量占比为40.64%~47.04%.与常规处理相比,常规+秸秆还田处理对各级团聚体的质量占比和土壤团聚体稳定性指标均无显著影响.②相比于常规处理,常规+秸秆还田处理下全土的SOC和总氮(total nitrogen,TN)含量分别显著增加13.60%和10.17%,但全土的C/N以及各级团聚体的SOC含量、TN含量和C/N均未发生显著变化.③相比于常规处理,常规+秸秆还田处理下土壤的SOC固存量和累积碳投入量分别显著增加55.37%和216.76%,但固碳效率显著降低50.85%.综上,在南方亚热带红壤双季稻种植区,秸秆还田有利于SOC的固存,但降低了土壤固碳效率,对土壤团聚体稳定性的影响不显著.

关键词：亚热带水田秸秆还田土壤团聚体土壤有机碳固碳效率

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Estimating the effect of urease inhibitor on rice yield based on NDVI at key growth stages

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Frontiers of Agricultural Science and Engineering 2014年第2期1卷 150-157页

作者： kailou liu Yazhen LI Huiwen HU National Engineering and Technology Research Center for Red Soil Improvement Jiangxi Institute of Red SoilJinxian 331717China

The effect of the urease inhibitor,N-(n-butyl)thiophosphoric triamide(NBPT)at a range of application rates on rice production was examined in a field experiment at Jinxian County,Jiangxi Province,*** normalized difference vegetation index(NDVI)was measured at key growth stages in both early and late *** results showed that the grain yield increased significantly when urea was applied with NBPT,with the highest yield observed at 1.00%NBPT(wt/wt).NDVI differed with the growth stage of rice;it remained steady from the heading to the filling *** yield could be predicted from the NDVI taken at key rice growing stages,with R^(2) ranging from 0.34 to 0.69 in early rice and 0.49 to 0.70 in late *** validation test showed that RMSE(t·hm^(–2))values were 0.77 and 0.87 in early and late rice,***,it was feasible to estimate rice yield for different amounts of urease inhibitor using NDVI.

关键词： normalized difference vegetation index(NDVI) N-(n-butyl)thiophosphoric triamide(NBPT) rice grain yield

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不同县域水稻产量变化的关键土壤肥力因素分析

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农业工程学报 2024年第18期40卷 90-99页

作者：张楚黄晶申哲李继文韩天富艾栋颜俊孙耿陈金柳开楼张会民中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 江西省红壤及种质资源研究所南昌331717 郑州大学农学院郑州450000 湖南省土壤肥料研究所长沙410125 江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所/农业部长江中下游作物生理生态与耕作重点实验室/国家红壤改良工程技术研究中心南昌330200

土壤肥力是影响水稻产量的重要因素,研究土壤理化性质和水稻产量的关系有助于优化不同区域水稻生产和科学培肥。该研究基于县域研究尺度,选取了中国东北的方正县、长江中游的宁乡市和长江中下游的进贤县,分析水稻绝对产量、相对产量和... 详细信息

土壤肥力是影响水稻产量的重要因素,研究土壤理化性质和水稻产量的关系有助于优化不同区域水稻生产和科学培肥。该研究基于县域研究尺度,选取了中国东北的方正县、长江中游的宁乡市和长江中下游的进贤县,分析水稻绝对产量、相对产量和可持续产量指数,并探讨不同区域影响水稻产量的关键肥力因素。结果表明:由于稻作模式不同,宁乡市的两季水稻产量(9414.89 kg/hm^(2))显著(P<0.05)高于方正县的一季稻产量(8224.31 kg/hm^(2))和进贤县的晚稻季产量(5691.38 kg/hm^(2)),但方正县的水稻相对产量均值(89.88%)显著(P<0.05)高于宁乡市(73.84%)和进贤县(65.67%),且方正县的可持续产量指数也相对较高(0.86),显示出该县域在产量和稳定性方面的优势;依据相对产量划分的低、中、高产水平的分析表明,高产水平下方正县、宁乡市、进贤县的土壤肥力指标和综合肥力指数较高。不同县域影响相对产量的主要肥力因子不同,方正县、宁乡市、进贤县水稻可持续产量指数变化的关键肥力因素分别是土壤有效磷(贡献度为8.68%)、碱解氮(贡献度为12.92%)、有机质(贡献度为15.37%)。在后续的水稻生产中,建议方正县重点关注土壤有效磷的管理,宁乡市和进贤县则应注重提升土壤碱解氮和有机质含量。

关键词：土壤肥力水稻产量典型县域可持续产量指数

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有机肥通过改善红壤团聚体结构促进鲜食大豆高产

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大豆科学 2024年第3期43卷 310-316页

作者：张景云柳开楼王志美王发洪何小林朱莉英徐小林黄庆海江西省农业科学院蔬菜花卉研究所江西南昌330200 江西省红壤及种质资源研究所江西南昌331717 江西省农业技术推广中心江西南昌330046 铅山县农业技术推广服务中心江西铅山334500

为探究化肥配施有机肥条件下土壤团聚体与鲜食大豆产量的量化关系,本研究于2022和2023年在典型红壤坡耕地上设置不施肥(CK)、化肥(CF)、化肥配施有机肥(COF)等处理的田间小区试验,分析了不同处理的鲜食大豆产量性质、土壤团聚体组分及... 详细信息

为探究化肥配施有机肥条件下土壤团聚体与鲜食大豆产量的量化关系,本研究于2022和2023年在典型红壤坡耕地上设置不施肥(CK)、化肥(CF)、化肥配施有机肥(COF)等处理的田间小区试验,分析了不同处理的鲜食大豆产量性质、土壤团聚体组分及平均重量直径。结果表明:在所有处理中,COF处理的荚果数显著增加,2022年分别比CK和CF处理增加了55.1%和36.5%,2023年的增幅分别为53.98%和40.54%。COF处理的鲜食大豆带荚和不带荚籽粒鲜重也分别比CF处理提高了41.70%~40.65%和40.03%~41.78%。在所有处理中,COF处理的团聚体组分中>2.00 mm和0.25~2.00 mm的比例显著较高,而2 mm的比例分别增加了101.95%和53.06%,但0.25~2 mm、0.053~0.25 mm和2 mm团聚体组分的比例增加1%,2022和2023年的带荚鲜重分别提高0.16和0.19 t·hm^(-2),不带荚鲜重分别提高0.54和0.67 t·hm^(-2);同时,团聚体平均重量直径增加0.1 mm,带荚和不带荚的鲜重分别提高1.79~1.99 t·hm^(-2)和0.83~0.91 t·hm^(-2)。因此,化肥配施有机肥是提升红壤坡耕地鲜食大豆产量的主要措施,且通过改善团聚体结构可以显著促进鲜食大豆增产。

关键词：鲜食大豆红壤团聚体有机肥

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有机培肥对中稻-再生稻产量与氮肥利用的影响

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土壤与作物 2024年第3期13卷 314-322页

作者：胡志华柳开楼胡丹丹宋惠洁吴艳徐小林江西省红壤及种质资源研究所江西南昌330046

为探究有机培肥对中稻-再生稻产量、氮肥利用及土壤地力的影响,并为中稻-再生稻高产高效栽培与稻田培肥提供技术与理论支撑,本研究以准两优608(2018年)和晶两优华占(2019年)为材料,设置种植红萍(OM1)、种植绿肥+秸秆还田(OM_(2))、施用... 详细信息

为探究有机培肥对中稻-再生稻产量、氮肥利用及土壤地力的影响,并为中稻-再生稻高产高效栽培与稻田培肥提供技术与理论支撑,本研究以准两优608(2018年)和晶两优华占(2019年)为材料,设置种植红萍(OM1)、种植绿肥+秸秆还田(OM_(2))、施用猪粪减施15%化肥(OM_(3))和常规施用化肥(CK)4个处理,分别测定了中稻-再生稻头季和再生季产量、干物质重量、氮肥利用及土壤肥力相关指标。结果表明,有机培肥显著提高头季与再生季中稻-再生稻产量,与CK相比,增幅分别达12.0%~25.0%和16.7%~26.3%(P种植绿肥加秸秆还田>红萍。

关键词：中稻-再生稻产量氮肥利用土壤肥力

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太湖地区稻麦轮作系统有机氮肥替代率的演变特征及其影响因素

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中国农学通报 2024年第1期40卷 1-6页

作者：施林林柳开楼董林林沈园陈培峰沈明星王海侯国家土壤质量相城观测实验站江苏苏州215155 江苏太湖地区农业科学研究所江苏苏州215155 江西省红壤研究所南昌330046

有机肥替代化肥是化肥减量的关键措施。本研究的主要目标是明确太湖地区稻麦轮作体系中有机氮肥替代率的主要限制因素,为提高有机氮肥替代率提供理论基础。依托40 a长期定位观测试验,分别选择不施肥(CK)、单施化肥(NPK)和单施有机肥(OM)... 详细信息

有机肥替代化肥是化肥减量的关键措施。本研究的主要目标是明确太湖地区稻麦轮作体系中有机氮肥替代率的主要限制因素,为提高有机氮肥替代率提供理论基础。依托40 a长期定位观测试验,分别选择不施肥(CK)、单施化肥(NPK)和单施有机肥(OM)3个处理,研究有机氮肥替代率与土壤碳氮关系。其中,化肥采用尿素、过磷酸钙和氯化钾,年均施氮225~300 kg/hm^(2),年均施磷(P2O5)119.4 kg/hm^(2),年均施钾(K2O)179.1 kg/hm^(2);有机肥采用猪粪和菜籽饼,年均折合施氮103.1 kg/hm^(2),折合施磷(P2O5)82.7 kg/hm^(2),折合施钾(K2O)70.1 kg/hm^(2)。测定指标包括土壤有机碳、总氮,计算有机氮肥替代率和土壤碳氮比。结果表明,长期施肥提高了土壤有机碳水平,OM、NPK和CK处理土壤有机碳含量可用米氏方程拟合,且前10 a内快速累积、后30 a趋近平衡,平均含量分别为16.8、15.8、15.1 g/kg。长期施肥处理线性提高了土壤总氮含量,OM、NPK和CK处理土壤平均总氮含量分别为1.71、1.64、1.47 g/kg。有机氮肥替代率的时序演变可用分段线性模型拟合,有机氮肥替代率前期略降低后期增加,稻麦两季有机氮肥替代率的时间拐点分别出现在第11年和第15.5年。线性回归分析表明,有机氮肥替代率与土壤总有机碳无显著关系,但与土壤总氮和碳氮比显著线性相关。在太湖地区稻麦轮作系统中,长期施用有机肥可有效提高土壤碳氮库容,具有较高水平土壤有机碳(>17.0 g/kg)是提升有机氮肥替代率的前提,但在有机碳趋近饱和后,土壤总氮和碳氮比是限制有机氮肥替代率提升的主要因素。

关键词：长期施肥稻麦轮作有机氮肥替代率土壤有机碳土壤总氮

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化肥与腐秆剂施用对秸秆还田下水稻土肥力和水稻产量的影响

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陕西农业科学 2024年第7期70卷 98-102页

作者：王时聪茆一钒张旋旋王珂李宇慧王擎运柳开楼马超杨凌职业技术学院陕西杨凌712100 安徽农业大学资源与环境学院农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室安徽合肥230036 江西省红壤及种质资源研究所农业农村部酸化土改良与利用重点实验室江西进贤331717

为探明秸秆还田条件下,化肥和腐秆剂对土壤肥力和作物产量的影响,本研究选用在安徽省霍邱县麦稻轮作区的秸秆促腐还田定位试验,对比了秸秆完全破碎直接还田(S)、秸秆完全破碎直接还田+NPK优化施肥(SF),秸秆完全破碎直接还田+腐秆剂(SD)... 详细信息

为探明秸秆还田条件下,化肥和腐秆剂对土壤肥力和作物产量的影响,本研究选用在安徽省霍邱县麦稻轮作区的秸秆促腐还田定位试验,对比了秸秆完全破碎直接还田(S)、秸秆完全破碎直接还田+NPK优化施肥(SF),秸秆完全破碎直接还田+腐秆剂(SD)、秸秆完全破碎直接还田+NPK优化施肥+腐秆剂(SFD)处理后土壤活性有机碳库水平、土壤养分含量和作物产量的状况。研究结果显示:与对照S处理相比,仅SFD处理显著提高了土壤总有机碳、活性有机碳、碳库指数、土壤速效磷、速效钾和水稻产量,增幅分别为38.12%、38.47%、40.63%、55.38%、24.73%和439.44%(P<0.05);水稻产量与活性有机碳、碱解氮、速效磷之间呈显著正相关(P<0.05),与总有机碳、速效钾之间呈极显著正相关(P<0.01)。腐秆剂是培肥增产的关键因子,腐秆剂的促腐效果需在化肥施用后才能得以充分发挥,化肥与腐秆剂同时施用能最大化提升土壤肥力,并增加水稻产量。

关键词：腐秆剂化肥土壤有机碳水稻产量沿淮地区

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典型红壤不同形态氮素迁移对长期施肥制度的响应

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中国农业科学 2019年第14期52卷 2468-2483页

作者：申凤敏姜桂英张玉军刘芳刘世亮柳开楼河南农业大学资源与环境学院江西省红壤研究所郑州市城市园林科学研究所

【目的】基于长期定位试验,探讨典型红壤水稻土不同施肥制度下不同形态土壤氮素迁移特征,为红壤水稻土氮肥合理施用提供理论依据。【方法】选取始于1981年的进贤红壤长期定位试验站4个典型施肥处理,分别为不施肥对照(CK)、施氮磷钾肥(N... 详细信息

【目的】基于长期定位试验,探讨典型红壤水稻土不同施肥制度下不同形态土壤氮素迁移特征,为红壤水稻土氮肥合理施用提供理论依据。【方法】选取始于1981年的进贤红壤长期定位试验站4个典型施肥处理,分别为不施肥对照(CK)、施氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾配施秸秆(NPKS)、氮磷钾配施有机肥(NPKSM),测定并分析0—10 cm、10—20 cm、20—40 cm和40—60 cm土层土壤全氮(TN)、碱解氮(AN)、硝态氮(NO~--N)、铵态氮(NH~+-N)、可溶性有机氮(DON)和微生物生物量氮(SMBN)变化特征。【结果】不同处理不同形态氮素基本均随土层加深呈下降趋势,但不同形态氮素在不同层次下降特征不同。其中有效态氮,如AN、NO~--N、NH~+-N、DON和SMBN主要集中分布在0—20 cm土层,且20—60 cm土层含量较0—20 cm明显降低;而TN在表层0—40 cm土层变化不明显。与CK相比,施肥处理可不同程度地提高0—60 cm各土层各形态氮素含量。其中NPKSM处理显著提高各形态氮素含量,其次为NPKS和NPK处理。相同处理下,TN在0—40 cm土层变化不明显;但在0—60 cm土层TN含量均表现为NPKSM>NPKS>NPK>CK。各处理AN含量随土层深度增加降低幅度显著,其中,20—40 cm土层AN含量相比10—20 cm土层分别降低了42%(CK)、50%(NPK)、44%(NPKS)、44%(NPKSM)。各处理不同土层NO~--N和NH~+-N含量均以NPKSM处理显著高于其他处理;其中40—60 cm土层中NO~--N和NH~+-N与0—10 cm土层相比,NH~+-N含量下降幅度更大,分别为51%(CK)、48%(NPK)、54%(NPKS)、36%(NPKSM),且NO~--N和NH~+-N均以NPKS处理下降幅度最大,NPKSM处理最小。各处理DON含量在0—20 cm土层差异显著,且均以化肥与有机肥配施处理显著高于其他处理;CK和NPK处理40—60 cm土层的DON含量较20—40 cm略有增加,但NPKS和NPKSM处理则显著降低。各处理SMBN在10—20 cm土层差异最大,表现为NPKSM>NPKS>NPK>CK。相同处理下各形态氮素占TN的比例随土层深度的增加而下降,其中在0—20 cm土层各比例变化较明显;整体上NPKS与NPKSM处理的SMBN占TN比例较高,为2%—4%。耕层土壤(0—20 cm)的TN、AN、NO~--N、DON和SMBN两两之间均存在显著的正相关关系(P≤0.05),其中TN、DON、AN与SMBN之间存在极显著正相关关系(P≤0.01)。施肥处理(NPK、NPKS、NPKSM)较不施肥处理(CK)可显著提高早、晚稻稻谷、稻草产量和总生物量及其相应的氮吸收量,其中以NPKSM处理最高;但NPKSM处理的无机氮残留量及氮表观损失也显著高于其他处理。【结论】不同施肥处理对各形态氮素的影响主要集中在土壤耕层(0—20 cm),且各形态氮素含量整体上随土层深度的增加而降低,化肥与有机肥配施可以更好改善红壤区各土层氮素的供应情况;同时化肥与有机肥配施能显著提高作物产量及其氮吸收量,但也增加了其无机氮残留量及氮表观损失量。

关键词：长期施肥红壤不同形态氮素迁移水稻

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长期施肥对红壤性水稻土不同土层活性有机质及碳库管理指数的影响

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中国农业科学 2020年第6期53卷 1189-1201页

作者：李小磊张玉军申凤敏姜桂英刘芳柳开楼刘世亮河南农业大学资源与环境学院郑州市城市园林科学研究所江西省红壤研究所

【目的】研究基于长期定位试验,探索长期不同施肥下红壤性水稻土不同土层活性有机质(labile organic matter(LOM))和碳库管理指数(carbon pool management index,CPMI)变化特征,为红壤性水稻土碳库的合理管理提供依据。【方法】选取进... 详细信息

【目的】研究基于长期定位试验,探索长期不同施肥下红壤性水稻土不同土层活性有机质(labile organic matter(LOM))和碳库管理指数(carbon pool management index,CPMI)变化特征,为红壤性水稻土碳库的合理管理提供依据。【方法】选取进贤红壤长期定位试验站4个典型施肥处理:(1)不施肥(CK);(2)单施化肥(NPK);(3)在NPK的基础上早稻施绿肥,晚稻施猪粪和稻草冬季还田(NPKSM);(4)在NPK的基础上早稻施绿肥,稻草冬季还田(NPKS),测定并分析0—10、10—20、20—40及40—60 cm土层土壤高活性有机质(HLOM)、中活性有机质(MLOM)、低活性有机质(LLOM)、非活性有机质(NLOM)含量以及CPMI变化特征。【结果】不同处理土壤有机质(SOM)含量均随土层加深而降低,施肥处理相对CK均明显提高了不同土层的SOM;在0—20 cm土层,SOM含量表现为NPKSM>NPKS>NPK>CK,且均以NPKSM处理最高,达到43.47g·kg(10—20 cm)和45.09 g·kg(0—10 cm);在20—60 cm土层,NPKSM和NPKS处理相较于CK显著提高了土壤有机质含量,但两者之间差异不显著。除NPK处理外,各处理土壤可溶性有机碳(DOC)含量随土层的加深显著降低。NPKSM和NPKS处理相较于NPK和CK,显著提高了耕层(0—20 cm)土壤DOC的含量,其中NPKSM处理最高,为35.93 mg·kg。施肥处理比CK处理提高了土壤HLOM、MLOM、LLOM含量,相同处理相同土层表现为LLOM>MLOM>HLOM,其中NPKSM和NPKS显著提高了各LOM组分含量,且随土层的加深无明显犁底层效应,这可能与活性有机质随水分下渗相关。其中,各施肥处理土壤HLOM、MLOM均随土层加深呈先升高后下降趋势,NPKSM和NPKS处理HLOM含量在20—40 cm土层中达到最高,分别为5.31和5.49 g·kg;各处理MLOM均在10—20 cm土层中达到最高,以NPKSM处理含量最高,为10.62 g·kg;而土壤LLOM含量随土层的加深而逐渐降低,在0—20 cm土层中以NPKSM处理含量最高,达到18.52 g·kg(0—10 cm)和15.93 g·kg(10—20 cm)。不同长期施肥处理提高了土壤各LOM组分的比例及碳库管理指数,在0—10 cm表层土中,NPKS和NPKSM处理相较于CK,总活性有机质比例分别提高了27.9%和29.48%,MLOM占比分别提高了7.21%和7.72%,HLOM占比分别提高了5.10%和4.96%。以不施肥处理为参照,各施肥处理碳库管理指数均大于100,且以NPKSM和NPKS处理提高效果最好,有助于提高红壤性水稻土肥力。相较于CK,单施化肥一定程度上提高了表层土壤有机质、活性有机质、可溶性有机碳及碳库管理指数。耕层(0—20 cm)土壤中3种活性有机质两两之间呈极显著正相关关系(P≤0.01),且与总有机质、全氮、可溶性有机碳及水稻产量均呈现显著正相关(P≤0.05)。【结论】不同施肥处理土壤有机质和低活性有机质均随土层加深而降低。NPKSM处理提高土壤有机质及活性有机质含量的效果最佳,并能显著提高0—20 cm土层土壤高活性有机质和碳库管理指数,NPKS次之;而在20—60 cm土层中,NPKS处理对提高中活性有机质和碳库管理指数效果最明显。

关键词：长期施肥活性有机质碳库管理指数土层红壤性水稻土

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