长期施肥对砂姜黑土地表径流可溶性碳流失风险的影响

杨文博; 晋琳; 詹林川; 郭志彬; 朱林; 王道中; 花可可; 《安徽农业大学学报 》 2025 北大核心 CSCD

摘要：【目的】研究施肥措施对砂姜黑土农田可溶性碳地表径流流失的影响，为有效评估有机物料培肥改土的可持续利用及其环境效应提供依据。【方法】依托40年的长期定位试验，分析常规施肥（NPK）、化肥+秸秆（SNPK）和化肥+牛粪（CNPK）3种施肥方式对2021—2022年地表径流中可溶性总碳（dissolved total carbon,DTC）、可溶性有机碳（dissolved organic carbon,DOC）和可溶性无机碳（dissolved inorganic carbon,DIC）浓度的季节和年际变化特征的影响。【结果】2021—2022年整个观测期，NPK处理中地表径流DTC平均浓度分别为4.9、9.0和7.8mg·L^-1,DOC平均浓度分别为4.3、5.2和.9 mg·L^-1,DIC平均浓度分别为0.6、2.9和2.3 mg·L^-1。与NPK处理相比，SNPK处理地表径流DTC平均浓度分别提高了52.2%、16.3%和22.7%,DOC平均浓度分别提高了58.5%、45.1%和48.4%,DIC平均浓度分别提高了5.8%、27.4%和25.9%。CNPK处理DTC平均浓度分别提高了144.1%、36.4%和55.6%,DOC平均浓度分别提高了121.8%、52.1%和69.4%,DIC平均浓度分别提高了306.1%、47.6%和66.8%，差异显著（P<0.05）。这说明长期施用秸秆和牛粪后地表径流中DTC、DOC和DIC的平均浓度均显著高于常规施肥，且牛粪处理显著高于秸秆处理（P<0.05）;2021和2022年的2年观测期内，NPK处理中地表径流DOC占DTC比例分别为82.4%、56.9%和64.2%,DIC占DTC比例分别为17.6%、43.1%和35.8%。与NPK处理相比，SNPK处理DOC占比分别提高了-1.4%、6.3%和4.1%,CNPK处理DOC占比分别提高了4.8%、10.6%和8.9%，其中牛粪处理差异显著（P<0.05）。【结论】砂姜黑土地表径流中可溶性碳流失以有机碳组分为主，且与外源有机物料投入的类型和数量密切相关，长期持续投入有机物料后土壤可溶性有机碳和无机碳流失均有增大的风险，且施用牛粪的风险高于秸秆还田。因此，有机培肥改土应综合考虑肥力提升和碳流失环境风险加剧的问题，与牛粪类农家肥相比，秸秆还田是一种提高土壤肥力且降低碳流失风险的可持续有机培肥方式。

关键词： 碳流失 地表径流 可溶性有机碳 可溶性无机碳 有机物料 砂姜黑土