不同耕作方式下黑土团聚体及胶结物质组成的研究

【摘要】：本文以吉林省德惠市进行了9年的田间定位试验的黑土为研究对象,对玉米-大豆轮作和玉米连作下的秋翻(MP)、垄作(RT)和免耕(NT)三种耕作方式的下黑土团聚体组成、团聚体有机碳含量、土壤中不同键合形态有机碳含量、不同形态氧化铁铝、粘土矿物等胶结物质组成进行研究,进而阐明黑土土壤有机碳的稳定性机制,探讨增加黑土有机碳含量的适宜的耕作方式,为促进黑土土壤固碳,提高土壤环境质量,改善生态环境,实现农业可持续发展提供科学依据。 结果表明：三种耕作方式下,0.25mm机械稳定性团聚体含量均在70%以上最高可达93.29%,水稳性团聚体含量均在20%以上,最高可达35.5%。与干筛法测定的团聚体相比,0.25mm团聚体含量明显减少,减少的最大幅度为58.76%。两个土层中玉米-大豆轮作和玉米连作下的机械稳定性团聚体与水稳性团聚体对耕作处理的响应表现出一定的相似性,即RTNTMP。水稳性团聚体有机碳含量随粒径的减小而增大,三种耕作方式下有机碳含量表现为NTRTMP,且玉米-大豆轮作高于玉米连作。RT的团聚体稳定性最好。比较三种耕作方式,垄作更有利于团聚体的形成和固定,且玉米-大豆轮作好于玉米连作。 在所测样品中钙键价合态有机碳和铁铝键价合态有机碳含量较小,在总有机碳中所占比例不大,且铁铝键价合态有机碳含量大于钙键价合态有机碳含量。各种形态的铁铝氧化物均体现出表层土的含量高于底层,游离态晶型非晶型。 所有处理下的粘土矿物组成一致,主要含有：蒙脱石、伊利石、绿泥石、蛭石、伊-蒙混层。在玉米-大豆轮作和玉米连作下的两个土层的三种耕作方式下,粘粒矿物的组成均以伊利石、蒙伊混层矿物、蛭石为主,且表现为蒙伊混层矿物伊利石蛭石,其次为高岭石和蒙脱石,绿泥石的含量最少。通过对各胶结物质对土壤有机碳的相关系数分析,可知对于东北黑土,有机质和游离氧化铁和土壤有机碳之间存在显著的正相关,影响有机碳的含量。通过对各类型粘土矿物含量与土壤有机碳的相关系数分析,可知伊利石含量对土壤有机碳的含量存在显著的正相关,对土壤有机碳影响显著。