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耕作措施对塿土水稳性团聚体及其有机碳分布和性质的影响

王勇  
【摘要】:以西北农林科技大学农作一站9年不同耕作长期定位试验(2002年开始)为研究对象,研究了深松、旋耕、免耕和传统耕作4种耕作措施对关中塿土小麦-玉米轮作条件下土壤水稳性团聚体及有机碳分布和性质的影响,同时在室内模拟干湿条件下研究了添加玉米秸秆后土壤水稳性团聚体及其有机碳分布的变化。取得以下主要结果: 1.研究了不同耕作措施对关中塿土水稳性团聚体及其有机碳分布的影响。 土壤大团聚体含量及其有机碳贡献率、团聚体平均重量直径、土壤总有机碳含量及各级别团聚体有机碳含量随土壤深度的加深而减少,而微团聚体和粘砂粒含量及其有机碳贡献率随土层深度加深有增大趋势。有机碳含量随团聚体级别降低有减少趋势,大团聚体比微团聚体含有更高的有机碳含量。与传统耕作相比,不论玉米秸秆是否还田,深松、旋耕、免耕措施均能提高土壤各层次大团聚体含量及其有机碳贡献率、团聚体平均重量直径、土壤总有机碳含量及0~10cm各级别团聚体有机碳含量,减少微团聚体和粘砂粒含量及其有机碳贡献率。相同耕作措施,秸秆还田比不还田、隔年深松比连年深松、深松比浅松能相应地减少土壤各层次微团聚体和粘砂粒含量及其有机碳贡献率,增加大团聚体含量及其有机碳贡献率、团聚体平均重量直径、土壤总有机碳含量及所有级别团聚体有机碳含量。 2.研究了土壤水稳性团聚体有机碳的性质及其对不同耕作措施的响应。 易氧化有机碳、高活性有机碳含量均随团聚体级别降低而减少,大团聚体比微团聚体含有更高的易氧化有机碳和高活性有机碳含量,且各级别团聚体易氧化有机碳、高活性有机碳含量均随土壤深度的加深而减小。团聚体有机碳氧化稳定系数(Kos值)随团聚体级别降低有增大趋势,且各级别团聚体有机碳Kos值随土壤深度的加深有增大趋势。与传统耕作比较,不论玉米秸秆是否还田,深松、旋耕、免耕措施均提高土壤各层次团聚体易氧化有机碳、高活性有机碳含量,降低了各级别团聚体有机碳Kos值。对于相同耕作措施,秸秆还田比秸秆不还田、隔年深松比连年深松、深松比浅松更利于增加团聚体易氧化有机碳和高活性有机碳的含量,降低各级别团聚体有机碳Kos值。 3.研究和揭示了干湿变化配合玉米秸秆添加过程土壤水稳性团聚体及其有机碳的变化。 随着培养试验的进行,干湿交替不添加秸秆处理持续降低了0.053mm各级别团聚体含量,增加了粘砂粒组分的含量。而恒温恒湿配合秸秆添加的处理则持续增加了大团聚体的含量,减少了微团聚体和粘砂粒组分的含量。而没有添加秸秆的恒温恒湿处理和干湿交替添加秸秆处理有促进大团聚体形成的趋势。添加秸秆和未添加秸秆使团聚体平均重量直径差异显著。未进行干湿交替的处理团聚体平均重量直径逐渐增大,而进行干湿交替的处理中,未添加秸秆的处理使团聚体稳定性逐渐下降,添加了秸秆之后的处理中期团聚体平均重量直径有所下降,后期则又有所提升。未添加秸秆的处理,不论进行干湿交替与否,总有机碳含量和各级别团聚体有机碳含量呈持续降低的趋势;反之,添加了秸秆的处理,不论是否进行了干湿交替,总有机碳含量和各级别团聚体有机碳含量呈上升趋势。其中,干湿交替未添加秸秆的处理使有机碳向粘砂粒组分转移,而恒温恒湿配合秸秆添加的处理使有机碳向大团聚体富集,干湿交替配合秸秆添加和恒温恒湿不添加秸秆的处理有机碳都有向大团聚体转移的趋势。


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