有机堆肥施用对灌淤土有机碳储量及玉米产量的影响

来源：环境科学杂志2026年第1期北京时间：

作者：李磊,蒋鹏,朱志明,虎强,纪立东

单位：宁夏农林科学院农业资源与环境研究所, 银川 750002,国家农业环境银川观测试验站, 银川 750002,宁夏农林科学院农作物研究所, 银川 750002,宁夏回族自治区农业技术推广总站银川 750001,宁夏防沙治沙与葡萄酒职业技术学院, 银川 750199,宁夏农林科学院农业资源与环境研究所, 银川 750002,国家农业环境银川观测试验站, 银川 750002

摘要：目前有机堆肥对宁夏引黄灌区灌淤土土壤养分影响特征、有机碳固持及作物产量提升机制还不够明确. 有机农业场景下，为增加土壤碳库、扩大养分容量及提高单作玉米生产力水平，建立4 a定位试验，设置0（M0）、4 500（M1）、9 000（M2）、13 500（M3）、18 000（M4）和22 500（M5）t·（hm2·a）-1有机堆肥梯度，研究其对土壤理化性质、有机碳储量及玉米产量的影响. 结果表明，堆肥还田增加土壤0.25~2 mm和>2 mm水稳性团聚体含量，进而增加稳定性参数平均质量直径（MWD），且还田量越大增幅越明显，其中，M5处理在连续还田4 a后相比M0处理显著增加MWD值40.02%，同时相比M0处理分别显著增加有效磷和速效钾含量8.41%和9.65%，M0处理养分逐年减少，2024年有机碳储量相比2020年减少了2.4 t·hm-2，而M5处理却增加了1.35 t·hm-2，且产量相比M0处理增加140.17%. 利用熵权法、冗余分析、解释方差分析及结构方差模型揭示了堆肥还田增加了>2 mm水稳性大团聚体含量，提高了土壤有机碳储量，进而促进玉米产量增加的机制. 此外，根据累计有机碳输入变化量与有机碳储量变化量、产量变化量的极显著正相关线性关系，得出4 a内灌淤土固碳效率为12.14%，且有机碳储量每增加1 t·hm-2，则玉米产量提高637.92 kg·hm-2. 基于此，提出4 a内土壤有机质提升5%~20%则每年需要外源投入干基堆肥7.55~36.04 t·hm-2，玉米产量提升5%~20%则每年需要外源投入干基堆肥6.18~30.59 t·hm-2的策略. 研究结果可为养殖固体废弃物资源化利用、土壤有机碳储量增加及农业绿色可持续发展提供科学实践依据.

关键词：引黄灌区,灌淤土,理化性质,有机碳储量,产量,