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土壤颗粒态有机碳及其活性对不同耕作措施的响应

姬强  
【摘要】:本文以关中平原9年定位试验为材料,研究了深松、旋耕、免耕、传统耕作4种耕作措施在秸秆还田和不还田条件下对土壤不同层次颗粒态有机碳、氮和矿质结合态有机碳、氮的影响,从而深入认识土壤有机碳变化与耕作措施和秸秆还田的关系,主要结论如下: 1.揭示了耕作措施对土壤颗粒态和矿质结合态有机碳含量的影响。在0-10cm土层中,无论秸秆还田与否,深松模式在几种耕作模式(深松、旋耕、免耕、传统耕作)中土壤颗粒有机碳(POC)的含量都最高,在3种深松模式中(隔2年深松、隔年深松和连年深松),以隔2年深松下的POC增加幅度最大。旋耕模式有利于0-10cm和10-20cm土壤中矿质结合态有机碳(MOC)的累积;在免耕条件下,颗粒碳没有因秸秆还田而增加;传统耕作在秸秆还田处理下,POC含量增加了26.61%,增幅较大。 2.研究了耕作措施对土壤颗粒态有机氮、土壤全氮及碳氮比的影响。土壤颗粒有机氮(PON)、土壤颗粒态碳氮比(POC/PON)和土壤全氮(TN)含量随土壤深度的增加都呈逐渐减少的规律;土壤全氮(TN)含量在4个不同土层中受各个耕作模式影响差异不显著。在秸秆还田处理下,相对于对照,深松模式下PON的增幅最大,POC/PON和TC/TN的比值最高;免耕模式下土壤平均矿质结合态碳氮比(MOC/MON),在几种模式中最高。 3.探讨了耕作措施对颗粒有机碳活性的影响 在关中平原的塿土,随着土壤深度的不断增加,土壤颗粒态的易氧化有机碳,高、中活性有机碳,NaOH提取性有机碳含量都呈现出逐渐下降的趋势,且以0-20cm土层中的下降幅度较大。 在0-10cm土层中,当秸秆不还田时,颗粒态易氧化有机碳的相对含量(占POC的比例)、颗粒态易氧化有机碳与难氧化有机碳的比值,颗粒态的中活性有机碳含量和相对含量(颗粒态中活性有机碳/POC)均以深松模式下为最大。土壤颗粒态的高活性有机碳含量、NaOH提取性有机碳含量以及其相对含量(颗粒态NaOH提取性有机碳/POC)在旋耕模式下的增幅最大。当秸秆还田时,在深松模式下土壤颗粒态易氧化有机碳含量及其占POC的比例、土壤颗粒态高活性有机碳都为最大,而且土壤颗粒态的NaOH提取性有机碳的含量及其相对含量(占POC的比例)也在深松模式下最大。颗粒态的中活性有机碳含量则在旋耕模式下最大。 由不同耕作措施下0-40cm各个指标的平均含量变化得出,无论在秸秆还田或者无秸秆还田处理下,土壤颗粒态的易氧化有机碳、高活性有机碳、NaOH提取性有机碳在深松模式下的含量都为最高;颗粒态的中活性有机碳含量在秸秆还田处理下以旋耕模式下的含量最大。 4.揭示了颗粒态有机碳与其它指标之间的关系。 在0-10,10-20,20-30cm的各个土层中,土壤颗粒态有机碳(POC)与土壤全碳(TC)和全氮(TN)都呈极显著或者显著相关;在30-40cm土层中,POC与各个指标间相关性不显著。土壤矿质结合态有机碳(MOC)在4个土层中都与土壤全碳(TC)和全氮(TN)都呈极显著或者显著相关,且随着土层深度的增加,MOC与土壤全碳的相关性由显著变为极显著相关。土壤颗粒态的易氧化有机碳在0-40cm的各个土层中与颗粒有机碳(POC)和土壤全碳(TC)显著相关;土壤颗粒态的高、中活性有机碳只在0-10cm表层与土壤全碳、全氮以及颗粒态NaOH提取性有机碳显著相关,但随着土壤深度的增加,相关性变为不显著。 土壤颗粒有机氮(PON)与土壤全氮(TN)、矿质结合态有机氮(MON)、颗粒态中活性有机碳主要在0-10cm的表层土壤中表现出显著相关,在10cm以下的土层中只与颗粒态的中活性有机碳含量显著相关。


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