河西绿洲灌漠土高产农田有机碳淀积机理及预测模型构建

本项目以甘肃省农科院土壤肥料与节水农业研究所1982年和1984年设置在河西绿洲灌区的两个长期定位试验为研究平台，系统研究灌漠土河西绿洲灌区高产农田长期单施化肥、化肥与有机肥配合施用、作物收获后复种绿肥及秸秆还田等不同施肥制度下，土壤有机碳含量、作物产量的演变规律及相互关系，提出河西绿洲灌漠土高产农田土壤有机碳库提升高效施肥技术2-3项；探讨长期不同施肥制度下土壤有机碳输入量与土壤有机碳含量间的关系，确定特定施肥制度下土壤有机碳含量积累及消减速率；研究土壤有机碳在土壤沙粒、粉粒及粘粒中迁移运转规律及与微生物活性的关系，揭示土壤有机碳淀积机理；建立基于土壤有机碳含量、作物产量、有机碳投入量及施肥量等因素在内的土壤有机碳库演变预测模型，实现灌漠土河西绿洲高产农田土壤有机碳库定量调控；培养研究生2名，发表高质量学术论文2-3篇。

以甘肃省农科院土壤肥料与节水农业研究所1982年和1988年在甘肃张掖和武威灌漠土上设置的长期土壤肥料定位试验为基础，系统深入研究了长期不施肥（CK）、施用化肥（N，NP，NPK）、不同有机肥（M，G，S）及有机肥与化肥配合施用等不同施肥制度下作物产量和土壤有机碳库及其组分演变规律。研究结果表明张掖地区施化肥，耕作层土壤（0～20cm）有机碳储量较1982年起始值降低了4325 kg/hm2，年均减少160kg/hm2。施有机肥，年均投入有机碳2342 kg/hm2，不但可完全抵消土壤有机碳降低的趋势，而且土壤有机碳储量以年均260 kg/hm2的速度递增。27年连续施用有机肥可增加土壤有机碳和全氮储量7015 kg/hm2和1298 kg/hm2，有机肥中有机碳和全氮的土壤固存率为31%和25%，土壤有机碳库储量的预测模型为Y=M初-160N+0.31Min [Y为0-20cm土壤有机碳储量，M为土壤最初有机碳储量（kg/hm2）， N是种植年限（1、2、3…….），Min为有机碳投入量（kg/hm2）]。武威地区高产农田施用有机肥土壤有机碳库储量演变可用Y=M初+259x-0.49来模拟预测（Y为0-15cm土壤有机碳储量，M为土壤最初0-20cm土壤有机碳储量，x为有机碳投入量）。长期施用有机肥亦可显著增加土壤大水稳性团聚体（>0.25mm）的数量和有机碳在大水稳性团聚体中的分配比例。通过项目实施现已投稿学术论文5篇、接受3篇，已出版专著1部、拟出版专著1部，申报专利4项；培养博士研究生2名，硕士研究生1名；获省部级科技进步二等奖1项。通过三年的研究工作，已完成原初计划内容。同时为系统阐述土壤的固碳机制，还研究了长期施肥对土壤有机碳组分的影响及不同肥力土壤的固碳效率。