化肥与有机物料配施对砖红壤有机碳矿化的影响及其驱动因素

来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：

作者：王俊姣,黄小敏,范长华,陈淼,陈歆,徐静颖,李浩洋,王庆

单位：海南大学热带农林学院, 儋州 571737,中国热带农业科学院环境与植物保护研究所, 农业农村部热区农业绿色低碳重点实验室, 海口 571101,中国热带农业科学院环境与植物保护研究所, 农业农村部热区农业绿色低碳重点实验室, 海口 571101,华中农业大学资源与环境学院, 武汉 430070,中国热带农业科学院环境与植物保护研究所, 农业农村部热区农业绿色低碳重点实验室, 海口 571101,海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站, 儋州 571737,中国热带农业科学院环境与植物保护研究所, 农业农村部热区农业绿色低碳重点实验室, 海口 571101,海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站, 儋州 571737,中国热带农业科学院环境与植物保护研究所, 农业农村部热区农业绿色低碳重点实验室, 海口 571101,海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站, 儋州 571737,海南大学环境科学与工程学院, 海口 570228,海南大学环境科学与工程学院, 海口 570228,海南大学热带农林学院, 儋州 571737

摘要：为探究化肥与不同有机物料配施对砖红壤有机碳矿化的影响，以海南省典型砖红壤为研究对象，采集辣椒-玉米轮种植制度下，连续5 a不同处理的田间土壤，即不施肥对照（CK）、化肥（NPK）、化肥配施玉米秸秆（NPK+S）、化肥配施生物炭（NPK+B）和化肥配施羊粪（NPK+M），开展室内矿化试验，并通过测定碳转化相关酶活性及13C核磁共振方法分析土壤有机碳结构特征来揭示土壤有机碳矿化的驱动因素. 结果表明，与NPK处理相比，配施不同有机物料后土壤有机碳（SOC）、可溶性有机碳（DOC）和微生物量碳（MBC）的含量分别提高了3.32%~75.08%、219.32%~477.30%和5.12~52.78%. 其中，NPK+B处理对SOC含量提升幅度最大，而NPK+M处理对MBC和DOC含量提升效果更显著. 与NPK处理相比，配施有机物料显著增加了86.83%~280.94%的有机碳累计矿化量，其增幅顺序为：NPK+M>NPK+S>NPK+B. 与NPK处理相比，NPK+B处理显著增加疏水碳/亲水碳比值和芳香度，其增幅分别为48.31%和105.89%（P<0.05）. 此外，NPK+M显著增加了土壤β-葡萄糖苷酶（BG）、纤维素酶（CL）和蔗糖酶（SC）活性（P<0.05），NPK+S显著提升了土壤CL和SC活性（P<0.05），而NPK+B处理的土壤BG、POD（过氧化物酶）和SC活性相对较低．结构方程模型表明，土壤活性碳组分和碳转化酶直接调控土壤有机碳累计矿化量（P<0.05）. 冗余分析与相关分析进一步表明土壤有机碳累计矿化量与土壤MBC和DOC含量及BG和SC活性呈极显著正相关（P<0.05）. 因此，化肥配施生物炭能够更加有效增加砖红壤有机碳含量，本研究结果为优化热带农田施肥策略和提升砖红壤碳汇功能提供了科学依据．

关键词：有机物料,有机碳矿化,土壤性质,酶活性,固态13C核磁共振 （NMR）,