東北地理所在長期施肥對黑土有機質穩定性的影響方面取得進展
土壤有機質（SOM）是影響土壤肥力和健康的關鍵因素，也是陸地最大的碳庫，其含量變化與二氧化碳排放關系密切，進而影響全球氣候變暖。施肥作為影響SOM含量的重要農田管理措施，受到許多學者的廣泛關注，但目前仍缺乏針對不同施肥措施對SOM穩定性影響的研究。
東北地理所黑土保護與利用學科組的科研人員以東北黑土為研究對象，依托長期田間定位試驗，系統分析了顆粒態有機質（POM）和礦質結合態有機質（MAOM）組成和占比表征的SOM物理穩定性、SOM化合物組成表征的化學穩定性以及生物穩定性指數（BSI）和礦化速率常數表征的SOM生物穩定性對施肥管理方式的響應。該研究旨在探究不同施肥措施對SOM綜合穩定性的影響及調控途徑。
研究發現，與不施肥相比，施肥措施主要促進了具有較高活性的POM含量的增加，其中有機物料的施用效果顯著優于單一施用化肥，但施肥后降低了MAOM/POM，進而降低了SOM的物理穩定性。另外，長期施肥顯著增加了SOM中的芳香化合物、含氮化合物和含硅化合物等穩定成分的含量，提高了SOM的化學穩定性。而針對SOM的生物穩定性，施肥主要促進了SOM中可礦化有機質（ASOM）的形成，提高了SOM的礦化速率常數，降低了SOM的BSI，從而降低了SOM的生物穩定性（圖1）。不同施肥措施主要通過提高SOM的化學穩定性而提高了SOM的綜合穩定性，而SOM穩定性的變化直接影響了SOM的含量（圖2、圖3）。研究結果證明，施肥可以提高SOM的綜合穩定性，且化肥配施秸稈和化肥配施有機肥的效果明顯優于單施化肥。本研究為長期不同施肥管理下SOM穩定性變化及其固存機制提供了科學依據。
圖1 不同施肥措施對土壤有機質生物穩定性的影響
圖2 不同施肥措施對土壤有機質含量以及綜合穩定性的影響
圖3 不同施肥措施對土壤有機質穩定性影響的偏最小二乘法路徑分析圖
相關成果發表在國際農林科學期刊Agronomy上。研究由黑土保護與利用學科組冀雨璇（第一作者）、鄒文秀研究員（通訊作者）、趙影等共同完成。該研究得到中國科學院戰略性先導科技專項A類（XDA28070100）、國家重點研發計劃（2022YFD1500100）等聯合資助。
論文信息：
Ji Y,Zhao Y,Han X,Chen X,Yan J,Lu X,Zhu Y,Zou W*. Effect of Long-Term Fertilization Practices on the Stability of Soil Organic Matter in the Northeast Black Soil Region in China. Agronomy. 2024,14(10):2272.
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