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耕作和有机物质投入对土壤碳库和团聚体稳定性的影响

王胜涛  
【摘要】:不同的土地利用和土壤管理方式对土壤有机碳库和土壤团聚体的影响不同。本研究通过分析云南西双版纳原始林地和广东英德新辟茶地、30年茶地(频繁深耕、施入牛粪)及其附近的荒草地、30年茶地(少量浅耕、施入牛粪)及其附近的竹林地上的表层和深层土样,用湿筛的方法筛分出各等级的水稳性土壤团聚体,测定并计算出土壤团聚体的几何平均直径、各级团聚体的质量百分比、土壤有机碳含量、土壤有机碳总储量以及它们的上下层次比,并分别测定了样品总的土壤微生物量碳、热水溶性碳、总有机碳和基础呼吸等指标,定量分析了这些土壤属性对土壤团聚体稳定性的贡献。 主要结果如下: 1、大直径等级(10-2mm)的土壤团聚体质量百分比及其所对应的有机碳的存储量均与土壤各级碳库之间存在显著的正相关关系。 2、土壤热水溶性碳作为土壤易变碳库的主要部分,与微生物量及其活性、土壤有机碳的矿化、土壤总有机碳含量等显著相关(n=56,p0.001); 3、土壤碳管理指数(CMI)较好的反映了在不同的管理方式下土壤有机碳库水平的动态变化情况。 4、通过路径分析得出土壤热水溶性碳是土壤团聚体稳定的关键性物质;不断被微生物转化的土壤有机碳,是土壤热水溶性碳库的主要补充源;土壤有机碳主要是通过转化为热水溶性碳的途径来对土壤团聚体的稳定性做出贡献的。而土壤粉粘粒含量和土壤pH值对团聚体稳定性的影响可忽略不计。 5、耕作方式对土壤上层各级水稳性土壤团聚体的分布及土壤有机碳的存储有较大影响,特别是直径等级大于2mm的大团聚体部分所占的比例及其有机碳储量的变化较大。高的土壤团聚体几何平均直径上下层次比一般表示土壤受扰动较小,但在草地土壤上与根系的分布层次有关。 研究结果表明,土壤热水溶性碳和碳管理指数(CMI)以及土壤团聚体几何平均直径的上下层次比对人为扰动变化敏感,能较好地反映土壤的养分状况和土壤物理性状,因此可作为土壤质量评价的良好指标。


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