秸秆还田对不同类型土壤团聚体稳定性、有机碳含量及其分布的影响

【摘要】：秸秆还田作为提高土壤有机碳、改良土壤结构和土壤肥力的农业措施,得到了大面积推广应用。但是秸秆进入土壤后其转化效果及其在不同土壤类型中的差异、经济和生态效益尚缺乏深入的研究。本文以不还田为对照,研究了黑土、棕壤、褐土连续秸秆还田5年后土壤有机碳的变化率、秸秆碳向土壤有机碳的转化率、土壤团聚体的改善效果等。为评价不同地区、不同土壤类型上秸秆还田的经济效益、生态效益提供理论依据。研究结果如下:(1)连续秸秆还田5年后,黑土、棕壤、褐土三种类型土壤总有机碳含量分别增加4.96 g/kg、2.22 g/kg、1.01 g/kg,土壤有机碳增加量分别占5年还田秸秆总碳量的60.00%、26.90%、11.80%,还入土壤的秸秆碳损失量分别为40.00%、73.10%、88.20%。从生态和经济效益分析,半干旱褐土区秸秆还田效益最低。(2)连续秸秆还田5年后,黑土、棕壤、褐土腐殖质碳含量增加4.34 g/kg、1.87 g/kg、0.88 g/kg;腐殖质碳增加量中以胡敏酸碳的增加量最大,黑土、棕壤、褐土胡敏酸碳分别增加1.85 g/kg、0.80 g/kg、0.47 g/kg。(3)结构差的土壤干燥时易结成较大土块(2 mm),秸秆还田使干土状态2 mm的土块减少,其中黑土减少12.55%,棕壤减少12.21%,褐土减少6.28%,说明秸秆还田使不同类型土壤干时结块现象有不同程度的缓解。(4)秸秆还田后与不还田对照相比,黑土和棕壤0.25~2 mm粒径组水稳性团聚体含量增多,并以0.25~1 mm粒径组增加幅度最大;褐土0.25~1 mm粒径组水稳性团聚体含量增多,但增加幅度并不明显。黑土和棕壤团聚体水稳性较强,秸秆还田使黑土不稳定团聚体指数降低16.1%、棕壤降低12.8%、褐土仅降低2.94%。(5)与不还田对照土壤比较,秸秆还田后,土壤各粒径组团聚体内有机碳含量均有不同程度增加,其中最大粒径组团聚体碳的增加量最多。土壤总有机碳在0.25 mm水稳性团聚体中的分布率褐土最低,仅为17.32%;棕壤是褐土的1.23倍;黑土是褐土的1.41倍。(6)经综合分析,连续5年秸秆还田,黑土与棕壤在团聚体稳定性、有机碳含量及分布方面改善效果较好,秸秆还田产生的效益更高。褐土秸秆还田后,土壤团聚体稳定性改善及固碳效益最低。