长期施用化肥与有机质对稻田养分及潜在毒性元素的历时33年影响研究

来自日本的研究人员通过长达33年的田间试验，探究了化学肥料与有机质（稻草及其堆肥）连续施用对水稻田土壤特性及养分变化的影响。研究发现有机质添加显著提升了土壤有机碳(SOC)和氮素积累速率（0.089–0.477 g kg?1 year?1），维持了常量元素（Ca、Mg、P、K）稳定性，并揭示了微量元素与毒性元素的不同演变规律，为稻田可持续施肥提供了重要依据。

　　

这项研究系统分析了长达33年（自1982年起）连续施用化学肥料与有机物质[稻草(RS)及其堆肥]对水稻田土壤性质与营养元素的影响。在1995至2013年间，每三年采集一次0–12 cm土层样本，共设置五种施肥处理：仅施PK化肥、NPK化肥、NPK加稻草、NPK加稻草堆肥以及NPK加高量稻草堆肥。

研究评估了土壤中常量营养元素（碳(C)、氮(N)、钙(Ca)、镁(Mg)、钾(K)、磷(P)）与微量营养元素（铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、镍(Ni)、铜(Cu)、钼(Mo)）以及潜在毒性元素（铝(Al)、钠(Na)、砷(As)、铬(Cr)、铅(Pb)）的动态变化。结果表明，有机物质的添加在整个采样期间持续提高了土壤中有机碳和氮的含量。与单施氮肥处理（年增量0.010–0.039 g kg^?1）相比，稻草及其堆肥处理显著提高了土壤有机碳的年积累速率（0.089–0.477 g kg^?1 year^?1），说明堆肥处理明显促进了氮素吸收与土壤微生物活性。

常量元素（Ca、Mg、P、K）在有机质添加处理中保持稳定，其中钙和磷与碳、氮含量呈显著正相关（p?

总体而言，在日本单季水稻种植系统中，长期施用有机质有助于促进土壤常量营养元素的积累与系统可持续性。