十二年来最高的肥料施用量提高了喀斯特农业生态系统中土壤有机碳的稳定性以及生态系统的多功能性

长期施肥对喀斯特脆弱农业生态系统多功能性的影响研究。在西南喀斯特地区开展12年玉米-大豆轮作试验，比较化肥单独施用与秸秆、牛粪配施的不同策略，发现高剂量牛粪配化肥（HMNPK）显著提升土壤大颗粒有机碳浓度和稳定性，促进微生物生物量增长，使生态系统多功能性指数最高。

　　

摘要

背景与目的

长期施肥对土壤健康和农业可持续性有着深远影响，但其对脆弱喀斯特农业生态系统中生态系统多功能性（EMF）的影响仍知之甚少。在中国西南部的喀斯特地区，不恰当的耕作和施肥措施导致了严重的土地退化问题。因此，我们在该地区的玉米-大豆轮作系统基础上开展了一项为期12年的实验，以确定适用于脆弱喀斯特农业生态系统的有效施肥策略。

方法

实验处理包括不施肥的对照组（CK）、单独使用矿物肥料（NPK），以及将NPK与秸秆或牛粪按低剂量（LSNPK, LMNPK）和高剂量（HSNPK, HMNPK）结合使用。我们评估了不同施肥策略对作物产量、土壤有机碳稳定性、微生物群落结构以及生态系统多功能性的影响。

结果

与对照组相比，所有施肥处理均提高了玉米和大豆的总体产量，但它们对土壤健康的影响存在显著差异。在五种施肥处理中，HMNPK使大颗粒团聚体（>2000微米）的比例及其内部有机碳浓度达到最高。与CK和HSNPK相比，HMNPK还提高了土壤有机碳的化学稳定性。磷脂脂肪酸和生物标志物分析显示，在HMNPK处理下微生物生物量和坏死碳含量最高。因此，HMNPK的生态系统多功能性指数最高，优于HSNPK和NPK。

结论

高剂量施用粪肥的营养管理策略是提升喀斯特农业生态系统多功能性的有效方法。这种方法在保持高作物产量的同时，还能改善土壤结构、有机碳稳定性及微生物群落丰度，从而有利于农业的长期可持续性。

图形摘要

背景与目的

长期施肥对土壤健康和农业可持续性有着深远影响，但其对脆弱喀斯特农业生态系统中生态系统多功能性（EMF）的影响仍知之甚少。在中国西南部的喀斯特地区，不恰当的耕作和施肥措施导致了严重的土地退化问题。因此，我们在该地区的玉米-大豆轮作系统基础上开展了一项为期12年的实验，以确定适用于脆弱喀斯特农业生态系统的有效施肥策略。

方法

实验处理包括不施肥的对照组（CK）、单独使用矿物肥料（NPK），以及将NPK与秸秆或牛粪按低剂量（LSNPK, LMNPK）和高剂量（HSNPK, HMNPK）结合使用。我们评估了不同施肥策略对作物产量、土壤有机碳稳定性、微生物群落结构以及生态系统多功能性的影响。

结果

与对照组相比，所有施肥处理均提高了玉米和大豆的总体产量，但它们对土壤健康的影响存在显著差异。在五种施肥处理中，HMNPK使大颗粒团聚体（>2000微米）的比例及其内部有机碳浓度达到最高。与CK和HSNPK相比，HMNPK还提高了土壤有机碳的化学稳定性。磷脂脂肪酸和生物标志物分析显示，在HMNPK处理下微生物生物量和坏死碳含量最高。因此，HMNPK的生态系统多功能性指数最高，优于HSNPK和NPK。

结论

高剂量施用粪肥的营养管理策略是提升喀斯特农业生态系统多功能性的有效方法。这种方法在保持高作物产量的同时，还能改善土壤结构、有机碳稳定性及微生物群落丰度，从而有利于农业的长期可持续性。

图形摘要