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不同土壤管理措施对塿土团聚体碳、氮分布及碳矿化的影响

李婕  
【摘要】:土壤团聚体是土壤结构的重要组成部分,对土壤有机碳的保护以及营养元素的保持与供应等都有着重要的影响。本文利用21年塿土长期定位试验,研究不同土壤管理措施包括休闲(Fallow)、撂荒(Set aside)和小麦/玉米轮作体系(Cropping),其中小麦/玉米轮作体系包括9种施肥方式,分别为不施肥(CK),化肥氮(N)、磷(P)和钾(K)不同配合(N、NP、NK、PK、NPK)、化肥加秸秆还田(SNPK)、有机肥两个用量与化肥配施(M1NPK、M2NPK)对塿土团聚体碳、氮分布及碳矿化的影响。本研究主要结果如下: 1.不同管理措施显著影响表层(0~10cm)和亚表层(10~20cm)土壤机械稳定或水稳定团聚体的分布。长期休闲显著增加微团聚体(0.25mm)的含量,而撂荒增加大团聚体(2mm)的含量及团聚体的稳定性。长期不同施肥显著影响0~30cm土层的机械稳定和水稳性团聚体的分布,总趋势为施肥较不施肥降低1mm团聚体含量,增加0.25-1mm团聚体含量,而对土壤团聚体稳定性没有显著影响。 2.不同土壤管理措施影响表层和亚表层土壤机械稳定团聚体中有机碳、氮含量及其分布。休闲处理降低团聚体中有机碳、氮的含量,但是没有显著影响0~10cm土层碳氮的分配比例,而显著增加10~20cm土层0.5mm团聚体中有机碳、全氮的分配比例。而撂荒显著增加0~10cm土层团聚体有机碳、全氮的含量,显著降低10-20cm土层团聚体有机碳、全氮的含量。不过长期撂荒显著提高了2mm团聚体中有机碳和全氮的分配。不同施肥措施中,NP、NPK、SNPK、M1NPK和M2NPK处理显著增加各大小团聚体中有机碳、全氮的含量。长期施用化肥较不施肥对碳氮在团聚体中的分配比例影响规律不明显。长期化肥与有机物配施较不施肥也没有显著影响碳氮在表层土壤团聚体中的分配比例,在亚表层土壤有降低2mm团聚体,增加0.5mm团聚体中有机碳、全氮分配比例的趋势。 3.不同土壤管理措施影响土壤表层和亚表层水稳性团聚体中有机碳、氮含量及其分布。休闲处理较作物体系降低团聚体中有机碳、氮含量,但显著增加0~10cm土层2mm团聚体中有机碳、氮的分配比例,而没有显著影响0.25mm团聚体中有机碳、氮的分配比例,也没有影响10~20cm土层碳氮的分配比例。长期撂荒较作物体系没有显著影响0~10cm土层团聚体中有机碳的含量以及除0.5-1mm以外团聚体中全氮的含量,降低10~20cm土层0.25mm团聚体中的有机碳含量以及所有大小团聚体中的全氮含量。不过撂荒显著增加2mm团聚体中有机碳、全氮的分配比例。不同施肥措施中,NP、NPK、SNPK、M1NPK和M2NPK处理增加各大小团聚体,特别是大团聚体中有机碳、全氮的含量。长期施用化肥较不施肥,尤其是NP、NPK处理,显著增加土壤0.25-0.5mm团聚体,降低土壤2mm团聚体中有机碳、全氮的分配比例。长期化肥与有机物配施较不施肥,显著降低2mm,增加0.25-1mm团聚体中有机碳、氮的分配比例。 4.塿土21年不同管理措施及施肥显著影响机械稳定团聚体的碳矿化。与作物体系相比,休闲、撂荒没有显著影响土壤有机碳的矿化比例,不过长期撂荒有机碳稳定性相对较高。长期撂荒增加表层土壤团聚体有机碳的矿化速率及2mm团聚体的累计矿化量,并且增加各层2mm,降低0.25-2mm团聚体对原土有机碳累计矿化量的贡献。长期施肥也没有显著影响土壤有机碳的矿化比例,但是施肥有促进碳矿化的趋势。长期施肥显著增加土壤团聚体有机碳的矿化速率及累计矿化量,并且增加了0.25mm团聚体对原土有机碳累计矿化量的贡献。 综上所述:塿土长期撂荒增加了土壤大团聚体的含量及团聚体的稳定性,促进碳氮在大团聚体中富集,并且具有相对较高的有机碳稳定性。长期施肥影响了团聚体大小分布,增加了团聚体中有机碳、全氮的浓度,促进在0.25-1mm团聚体中累积,但没有显著影响土壤有机碳的矿化比例。


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