长期低投入的稻鱼共作对土壤养分循环及有机碳库稳定性的影响

摘要

【目的】研究长期低投入稻鱼共作模式下土壤有机碳库和养分化学计量比等的变化，深入解析稻鱼模式的碳库变化，提升稻鱼模式生态功能。【方法】以湖南传统稻鱼共作代表县辰溪县的长期低投入稻鱼共作系统为研究对象，分析共作15年(RF15)和50年(RF50)稻鱼模式下土壤养分含量、理化性质、养分储量、有机碳组分、化学计量比和土壤碳库指数的变化，探讨关键影响因子。【结果】较之水稻单作(RM),RF15的有机碳、全氮、全磷、硝态氮、铵态氮、速效磷含量，有机碳储量、氮储量、磷储量，易氧化有机碳含量及其在有机碳中的占比均显著降低；C∶N、pH、颗粒有机碳含量、颗粒有机碳占比、矿质结合态有机碳含量占比、碳库活度和碳库活度指数分别显著增加47.98%、13.15%、35.47%、72.24%、31.68%、58.07%和58.07%。RF50的全氮含量、C∶P、N∶P、硝态氮含量分别显著增加13.13%、33.08%、14.31%和51.52%，全磷含量、容重、有机碳储量、磷储量、易氧化有机碳含量、矿质结合态有机碳含量及其占比均显著降低。RF15和RF50的碳库管理指数整体保持稳定，且均大于100。在长期稻鱼模式下，与土壤有机碳库稳定指标显著相关的环境因子为全氮含量、C∶N、有机碳储量。【结论】低投入的稻鱼模式系统虽然会导致养分流失，但自我维持时间的延长会使系统具备养分储量自我恢复的功能。长期稻鱼种养可以提升土壤质量，进而改善稻田生态环境。研究结果为优化稻鱼共作模式提供了理论依据，有助于提升该模式的生态功能和可持续性。

关键词

稻鱼共作 / 养分含量 / 养分储量 / 化学计量比 / 碳库管理指数