长期定位秸秆还田对土壤团聚体及有机碳组分的影响.pdf

华 北 农 学 报 2020 35 3 153 159 收 稿 日 期 2020 01 04 基 金 项 目 国家 重 点研发计 划项目 2018YFD0300604 2017YFD0301002 山 东省现代农 业产业技术体 系建设经 费 资助项目 SDAIT 02 06 作 者 简 介 皇 甫 呈 惠 1993 女 山 东 章 丘 人 在 读 硕 士 主 要 从 事 植 物 营 养 与 施 肥 技 术 研 究 通 讯 作 者 刘 树 堂 1962 男 山 东 安 丘 人 教 授 博 士 主 要 从 事 植 物 营 养 与 施 肥 技 术 研 究 长 期 定 位 秸 秆 还 田 对 土 壤 团 聚 体 及 有 机 碳 组 分 的 影 响 皇 甫 呈 惠 孙 筱 璐 刘 树 堂 贾 志 越 赵 洪 翠 青 岛 农 业 大 学 山 东 青 岛 266109 摘 要 为 合 理 利 用 秸 秆 并 进 行 碳 固 定 在 青 岛 农 业 大 学 长 期 定 位 秸 秆 还 田 试 验 站 开 展 田 间 试 验 设 置5 个 处 理 包 括 相 同 施 氮 条 件 下 小 麦 玉 米 两 季 秸 秆 还 田 WCN 和 一 季 小 麦 秸 秆 还 田 WN 小 麦 玉 米 两 季 秸 秆 还 田 WC 对 照 CK 及 单 施 有 机 肥 处 理 M 测 定 玉 米 小 麦 轮 作 收 获 后 土 壤 中 的 总 有 机 碳 土 壤 的 活 性 碳 组 分 轻 组 有 机 碳 颗 粒 有 机 碳 水 溶 性 有 机 碳 易 氧 化 有 机 碳 土 壤 团 聚 体 土 壤 团 聚 体 有 机 碳 含 量 结 果 表 明 土 壤 总 有 机 碳 及 各 活 性 碳 组 分 含 量 均 表 现 为M WCN WN WC CK 其 中M 处 理 和WCN 处 理 总 有 机 碳 含 量 在 小 麦 季 和 玉 米 季 较 对 照 分 别 提 高 了99 78 117 94 和84 73 98 03 差 异 显 著 土 壤 水 稳 性 团 聚 体0 25 2 00mm 粒 级 占 比 团 聚 体 几 何 平 均 直 径 平 均 质 量 直 径 及 各 粒 级 团 聚 体 有 机 碳 含 量 亦 表 现 为M WCN WN WC CK 与 对 照 相 比 M 处 理 和 WCN 处 理 在0 25 2 00mm 粒 级 占 比 提 高 了10 2 9 6 百 分 点 几 何 平 均 直 径 和 平 均 质 量 直 径 分 别 提 高 了53 1 45 8 和10 9 5 4 各 粒 级 有 机 碳 含 量 分 别 提 高129 9 330 2 69 0 188 4 综 上 有 机 肥 处 理 及 两 季 秸 秆 还 田 配 施 氮 肥 能 显 著 提 高 土 壤 有 机 碳 及 各 活 性 有 机 碳 含 量 有 利 于 土 壤 大 团 聚 体 的 形 成 提 高 了 团 聚 体 稳 定 性 和 各 粒 级 团 聚 体 有 机 碳 含 量 关 键 词 秸 秆 还 田 土 壤 总 有 机 碳 土 壤 活 性 碳 组 分 土 壤 团 聚 体 中 图 分 类 号 S142 文 献 标 识 码 A 文 章 编 号 1000 7091 2020 03 0153 07 d o i 10 7668 hbnxb 20190844 EffectofLong termStrawReturningtoFieldonSoil AggregatesandOrganicCarbonComponents HUANGFUChenghui SUNXiaolu LIUShutang JIAZhiyue ZHAOHongcui QingdaoAgriculturalUniversity Qingdao 266109 China Abstract Inordertomakereasonableuseofstrawandcarbonfixation thisstudyconductedfieldexperiments atalong termstrawreturnfieldtrialstationinQingdaoAgriculturalUniversity Fivetreatmentsweresetup which includedtwoseasonsofwheatandcornstrawreturnwithnitrogenfertilizerapplication WCN oneseasonof wheatstrawreturnwiththesamenitrogenfertilizerapplication WN twoseasonsofwheatandcornstrawreturn WC control CK andsingleapplicationoforganicfertilizer M thetotalorganiccarboninthesoilandthe activecarboncomponents lightorganiccarbon particulateorganiccarbon water solubleorganiccarbon easily oxidizableorganiccarbon soilaggregates andsoilaggregateorganiccarboncontentweredetermined Theresults showedthatthecontentsoftotalsoilorganiccarbonandvariousactivecarboncomponentsallrepresentedasM WCN WN WC CK ComparedwiththeCK thetotalorganiccarboncontentofMandWCNtreatmentinthe wheatseasonandmaizeseasonweresignificantlyincreasedby99 78 and117 94 84 73 and98 03 re spectively Theproportionof0 25 2 00mmsoilwater stableaggregates thegeometricmeandiameteroftheag gregates theaveragemassdiameterandtheorganiccarboncontentofeachaggregatewerealsoexpressedasM WCN WN WC CK ComparedwiththeCK theproportionof0 25 2 00mmsoilwater stableaggregatesof MtreatmentandWCNtreatmentinthewheatseasonandmaizeseasonincreasedby10 2 9 6percentagepointre spectively thegeometricaveragediameterandaveragemassdiameterincreasedby53 1 and45 8 10 9 154 华 北 农 学 报 35 卷 and5 4 theorganiccarboncontentofeachgrainsizeincreasedby129 9 330 2 69 0 188 4 In summary organicfertilizertreatmentandtwoseasonsofstrawreturntothefieldwithnitrogenfertilizerapplication couldsignificantlyincreasethecontentofsoilorganiccarbonandvariousactiveorganiccarbons whichwascondu civetotheationoflargeaggregatesinthesoil andimprovedthestabilityoftheaggregatesandtheorganiccar boncontentofthevariousaggregates Keywords Strawreturning Soiltotalorganiccarbon Soilactivatedcarboncomponent Soilaggregate 秸 秆 含 有 丰 富 的 碳 源 秸 秆 还 田 作 为 土 壤 保 护 性 耕 作 措 施 可 以 保 持 和 提 高 土 壤 肥 力 对 农 业 可 持 续 发 展 具 有 重 要 意 义 Lal 1 研 究 指 出 在 土 壤 本 身 存 在 固 碳 能 力 的 基 础 上 有 机 肥 的 投 入 可 以 进 一 步 提 高 总 固 碳 量 的1 6 固 碳 量 为0 4 1 5 亿t 中 国 是 农 业 大 国 秸 秆 资 源 丰 富 但 大 部 分 秸 秆 都 作 为 农 业 废 弃 物 形 式 流 失 浪 费 资 源 污 染 环 境 陆 地 生 态 系 统 中 最 重 要 的 碳 库 之 一 就 是 农 田 土 壤 有 机 碳 在 稳 定 土 壤 肥 力 和 稳 固 农 田 生 产 力 等 方 面 发 挥 着 重 要 影 响 2 土 壤 有 机 碳 一 方 面 可 以 为 作 物 生 长 提 供 碳 源 另 一 方 面 可 以 作 为 评 价 生 态 系 统 可 持 续 性 的 指 标 之 一 土 壤 有 机 碳 库 不 仅 是 土 壤 地 力 的 关 键 影 响 因 素 还 是 作 物 高 产 的 物 质 基 础 3 4 土 壤 团 聚 体 作 为 土 壤 结 构 的 基 本 构 成 单 元 含 有 大 约 九 成 的 有 机 质 不 仅 影 响 着 土 壤 水 热 传 输 养 分 的 保 持 供 应 和 转 化 而 且 不 同 种 植 施 肥 措 施 可 以 改 变 土 壤 团 聚 体 结 构 对 其 数 量 和 活 性 有 一 定 的 影 响 5 6 土 壤 有 机 碳 和 土 壤 团 聚 体 之 间 联 系 密 切 团 聚 体 的 包 被 作 用 可 以 提 高 有 机 碳 的 稳 定 性 7 土 壤 有 机 碳 也 能 够 提 高 土 粒 的 团 聚 性 并 促 进 形 成 团 粒 结 构 8 10 目 前 土 壤 团 聚 体 平 均 质 量 直 径 MWD 和 几 何 平 均 直 径 GMD 是 评 价 土 壤 团 聚 体 稳 定 性 的2 个 重 要 指 标 MWD 和GMD 值 越 大 则 表 示 团 聚 体 越 稳 定 11 山 东 地 区 玉 米 小 麦 秸 秆 还 田 规 模 不 断 扩 大 关 于 秸 秆 连 续 还 田 模 式 下 对 土 壤 总 有 机 碳 及 碳 组 分 含 量 团 聚 体 稳 定 性 及 团 聚 体 有 机 碳 研 究 相 对 较 少 本 试 验 通 过 研 究 玉 米 小 麦 秸 秆 连 续 还 田10a 条 件 下 的 有 机 碳 分 布 团 聚 体 粒 级 分 布 和 团 聚 体 有 机 碳 含 量 探 究 玉 米 小 麦 轮 作 下 长 期 定 位 秸 秆 还 田 对 土 壤 碳 组 分 团 聚 体 含 量 变 化 和 团 聚 体 有 机 碳 含 量 的 影 响 为 实 现 农 田 土 壤 的 固 碳 减 排 发 展 绿 色 农 业 提 供 理 论 依 据 1 材 料 和 方 法 1 1 试 验 区 概 况 试 验 于 青 岛 农 业 大 学 莱 阳 试 验 站 进 行 土 壤 类 型 为 非 石 灰 性 潮 土 土 壤pH 值6 8 有 机 质 含 量 5 01g kg 全 氮 含 量0 60g kg 全 磷 含 量0 64g kg 速 效 钾 含 量72 00mg kg 有 效 磷 含 量16 34mg kg 阳 离 子 交 换 量13 88cmol kg 土 壤 容 重1 21g cm 3 比 重 2 67 孔 隙 度51 40 土 壤 发 育 于 冲 积 母 质 1 2 试 验 设 计 2009 年 秋 建 立 了 该 长 期 秸 秆 还 田 定 位 试 验 站 试 验 设5 个 处 理 CK 对 照 WN 一 季 秸 秆 还 田 配 施 氮 肥 WC 两 季 秸 秆 还 田 WCN 两 季 秸 秆 还 田 配 施 氮 肥 M 单 施 有 机 肥 具 体 施 肥 见 表1 每 个 处 理3 次 重 复 随 机 分 区 排 列 试 验 田 周 边 设 保 护 行 小 区 间 用1 0m 深 玻 璃 板 隔 开 防 止 处 理 间 水 肥 漫 灌 保 证 各 试 验 区 能 独 立 排 灌 各 处 理 用 水 量 及 耕 作 管 理 一 致 本 试 验 为 冬 小 麦 夏 玉 米 轮 作 每 年2 作 冬 小 麦 夏 玉 米 品 种 为 烟 优361 鲁 玉16 号 尿 素 做 无 机 肥 猪 圈 粪 做 有 机 肥 全 氮 量2 1 3 0g kg 全 磷 量0 48 2 20g kg 有 机 质 含 量20 50g kg 干 燥 的 玉 米 小 麦 秸 秆 全 氮 含 量19 3g kg 施 用 高 低 量 均 以 与 无 机 氮 肥 等 含 氮 量 计 算 表1 试 验 处 理 Tab 1 Experimentaldesign 处 理 Treatment 小 麦 秸 秆 Wheatstraw 玉 米 秸 秆 Cornstraw 有 机 肥 kg hm 2 Manure 氮 肥 kg hm 2 Nitrogenous fertilizer CK 0 0 0 0 M 0 0 60000 0 WN 0 0 276 WC 0 0 WCN 0 276 注 单 季 小 麦 秸 秆 还 田 小 麦 玉 米 两 季 秸 秆 还 田 Note Quarterlywheatstrawreturned Wheatandcornstraw returnedtwoseasons 1 3 试 验 方 法 本 试 验 在 连 续10a 的 长 期 定 位 秸 秆 还 田 试 验 站 进 行 在 冬 小 麦 和 夏 玉 米 收 获 后 对 土 壤 进 行 了 取 样 在 各 处 理 的 小 区 中 随 机 取5 点 按 照 S 形 用 土 钻 采 取 深 度 为0 20cm 的 耕 作 层 土 壤 再 将5 点 样 品 进 行 混 匀 用 密 封 袋 密 封 带 回 实 验 室 待 测 将 一 2 期 皇 甫 呈 惠 等 长 期 定 位 秸 秆 还 田 对 土 壤 团 聚 体 及 有 机 碳 组 分 的 影 响 155 部 分 土 样 在 阴 凉 干 燥 处 通 风 晾 干 称 质 量 磨 细 过 2mm 筛 后 另 取10g 过2mm 筛 的 风 干 土 再 次 磨 细 过0 15mm 筛 同 时 称 取 过 筛 后 剩 余 砂 子 的 质 量 计 算 砂 土 比 过2mm 筛 和 过0 15mm 筛 的 风 干 土 样 分 别 保 存 用 于 试 验 指 标 测 定 每 一 土 样 除 去 动 植 物 残 体 后 装 入 普 通 封 口 袋 中 带 回 实 验 室 阴 干 后 进 行 总 有 机 碳 可 溶 性 有 机 碳 易 氧 化 有 机 碳 颗 粒 有 机 碳 轻 组 有 机 碳 的 测 定 1 4 数 据 处 理 试 验 数 据 通 过Excel2003 进 行 处 理 OriginPro 7 5 和SPSS13 0 软 件 进 行 图 表 绘 制 相 关 性 分 析 显 著 性 检 验 等 2 结 果 与 分 析 2 1 长 期 定 位 秸 秆 还 田 对 土 壤 总 有 机 碳 的 影 响 由 图1 可 以 看 出 小 麦 季 总 有 机 碳 含 量 的 变 化 同 玉 米 季 总 有 机 碳 含 量 的 变 化 具 有 一 致 性 5 种 处 理 土 壤 总 有 机 碳 含 量 总 体 趋 势 为M WCN WN WC CK M WCN WN WC 处 理 均 与CK 差 异 显 著 就 小 麦 季 而 言 M WCN WN WC 处 理 较CK 处 理 增 幅 为18 71 99 78 其 中M 处 理 增 幅 最 大 WCN 处 理 次 之 较CK 处 理 提 高 了99 78 84 73 二 者 之 间 差 异 不 显 著 WC 处 理 增 幅 最 小 就 玉 米 季 而 言 M WCN WN WC 处 理 较CK 处 理 增 幅 为34 39 117 94 其 中M 处 理 增 幅 最 大 WCN 处 理 次 之 较 CK 处 理 提 高 了117 94 98 03 WC 处 理 增 幅 最 小 整 体 来 看 M 处 理 总 有 机 碳 含 量 最 高 分 别 为9 29 小 麦 季 8 87g kg 玉 米 季 说 明 长 期 施 用 有 机 肥 有 利 于 土 壤 有 机 碳 的 积 累 WCN 处 理 次 之 分 别 为8 59 小 麦 季 8 06g kg 玉 米 季 说 明 秸 秆 还 田 作 为 重 要 作 为 土 壤 有 机 碳 来 源 通 过 配 施 氮 肥 加 快 了 分 解 和 腐 解 过 程 增 加 了 土 壤 总 有 机 碳 含 量 12 不 同 字 母 表 示 不 同 处 理 间 差 异 达5 显 著 水 平 图2 5 同 Differentlettersmeansignificantdifferenceamong nitrogentreatmentsat5 levels ThesameasFig 2 5 图1 秸 秆 还 田 对 土 壤 总 有 机 碳 含 量 的 影 响 Fig 1 Effectofstrawreturningontotal organiccarboncontent 2 2 长 期 定 位 秸 秆 还 田 对 土 壤 颗 粒 有 机 碳 的 影 响 图2 为 不 同 处 理 对 土 壤 颗 粒 有 机 碳 的 影 响 整 体 来 看 不 同 处 理 之 间 土 壤 颗 粒 有 机 碳 的 变 化 趋 势 小 麦 季 同 玉 米 季 具 有 一 致 性 整 体 趋 势 为M WCN WN WC CK 与 对 照CK 相 比 M 处 理 土 壤 颗 粒 有 机 碳 含 量 最 高 分 别 为3 567 小 麦 季 3 234g kg 玉 米 季 分 别 显 著 提 高 了128 07 120 90 说 明 长 期 投 入 有 机 肥 可 以 显 著 提 高 土 壤 颗 粒 有 机 碳 的 含 量 施 氮 处 理 下 的WCN 处 理 较 不 施 氮 的WC 处 理 土 壤 颗 粒 有 机 碳 含 量 提 高 了 85 38 小 麦 季 29 48 玉 米 季 说 明 在 两 季 秸 秆 还 田 处 理 下 通 过 配 施 氮 肥 可 以 显 著 提 高 土 壤 微 生 物 活 性 从 而 提 高 土 壤 颗 粒 有 机 碳 的 含 量 图2 秸 秆 还 田 对 土 壤 颗 粒 有 机 碳 含 量 的 影 响 Fig 2 Effectofstrawreturningonparticlecarboncontent 2 3 长 期 定 位 秸 秆 还 田 对 土 壤 水 溶 性 有 机 碳 的 影 响 如 图3 所 示 不 同 模 式 的 秸 秆 还 田 及 有 机 肥 投 入 对 土 壤 水 溶 性 有 机 碳 的 影 响 存 在 差 异 整 体 上 看 土 壤 水 溶 性 有 机 碳 含 量 小 麦 季 玉 米 季 这 可 能 是 在 麦 玉 轮 作 周 期 小 麦 生 长 期 内 植 物 残 体 丰 富 及 肥 料 投 入 量 高 从 而 直 接 提 高 了 土 壤 水 溶 性 有 机 碳 含 量 5 种 处 理 土 壤 水 溶 性 有 机 碳 含 量 总 体 趋 势 为 M WCN WN WC CK M WCN WN 处 理 与 CK 差 异 显 著 M 处 理 水 溶 性 有 机 碳 含 量 最 高 分 别 为478 45 小 麦 季 358 45mg kg 玉 米 季 相 比 对 照 分 别 提 高 了64 77 88 28 说 明 长 期 有 机 肥 的 投 入 可 以 显 著 提 高 土 壤 水 溶 性 有 机 碳 的 含 量 氮 肥 处 理 下 WN WCN 处 理 较CK 处 理 增 幅 为 20 91 42 87 小 麦 季 26 64 54 88 玉 米 季 增 幅 均 大 于WC 处 理 可 能 是 因 为 氮 肥 的 投 入 提 高 了 秸 秆 的 腐 解 过 程 及 微 生 物 的 活 性 从 而 提 高 了 土 壤 水 溶 性 有 机 碳 含 量 2 4 长 期 定 位 秸 秆 还 田 对 土 壤 易 氧 化 有 机 碳 的 影 响 土 壤 易 氧 化 有 机 碳 作 为 土 壤 活 性 有 机 碳 的 重 要 组 成 部 分 是 土 壤 碳 库 短 期 变 化 的 指 示 因 子 13 由 156 华 北 农 学 报 35 卷 图4 可 以 看 出 M 处 理 均 显 著 高 于 其 他 处 理 说 明 长 期 有 机 肥 的 投 入 有 利 于 土 壤 易 氧 化 有 机 碳 含 量 的 提 高 5 种 处 理 易 氧 化 有 机 碳 高 低 顺 序 为 M WCN WN WC CK 就 小 麦 而 言 M WCN WN WC 处 理 比CK 分 别 增 加 了95 53 72 43 58 93 3 57 其 中 M 处 理 易 氧 化 有 机 碳 最 高 为 2 19g kg 其 次 是 施 氮 模 式 下 的WCN WN 处 理 分 别 为1 92 1 78g kg WC 处 理 易 氧 化 有 机 碳 含 量 最 低 为1 16g kg 玉 米 季 土 壤 易 氧 化 有 机 碳 同 小 麦 季 一 致 图3 秸 秆 还 田 对 土 壤 水 溶 性 有 机 碳 含 量 的 影 响 Fig 3 Effectofstrawreturningonwater solublecarboncontent 图4 秸 秆 还 田 对 土 壤 易 氧 化 有 机 碳 含 量 的 影 响 Fig 4 Effectofstrawreturningoneasily oxidizedcarboncontent 2 5 长 期 定 位 秸 秆 还 田 对 土 壤 轻 组 有 机 碳 的 影 响 土 壤 轻 组 有 机 碳 主 要 由 土 壤 中 的 孢 子 菌 丝 植 物 残 体 等 构 成 是 一 种 介 于 动 植 物 残 体 与 腐 殖 质 之 间 的 物 质 大 约 占 了 土 壤 总 有 机 碳 含 量 的15 32 该 活 性 碳 的 转 化 时 间 大 约 几 周 至 几 年 是 中 等 活 性 的 有 机 碳 库 是 不 稳 定 有 机 碳 库 的 一 部 分 14 15 由 图5 看 出 不 同 处 理 轻 组 有 机 碳 含 量 的 变 化 趋 势 小 麦 季 与 玉 米 季 具 有 一 致 性 整 体 趋 势 为 M WCN WN WC CK 就 小 麦 季 而 言 M WCN WN 处 理 与CK 差 异 显 著 与CK 对 比 分 别 增 加 了48 15 25 92 18 52 其 中M 处 理 最 高 为0 40 g kg 显 著 高 于 其 他 处 理 施 氮 处 理 的 WCN WN 处 理 次 之 分 别 为0 34 0 32g kg WC 处 理 轻 组 有 机 碳 含 量 最 低 为0 29g kg 说 明 有 机 肥 的 投 入 可 以 显 著 提 高 土 壤 轻 组 有 机 碳 的 含 量 秸 秆 还 田 配 施 氮 肥 也 可 以 提 高 土 壤 轻 组 有 机 碳 的 含 量 图5 秸 秆 还 田 对 土 壤 轻 组 有 机 碳 含 量 的 影 响 Fig 5 Effectofstrawreturningonlightcarboncontent 2 6 长 期 定 位 秸 秆 还 田 土 壤 活 性 碳 组 分 之 间 的 相 关 性 分 析 小 麦 玉 米 轮 作 不 同 处 理 土 壤 总 有 机 碳 与 各 活 性 有 机 碳 组 分 的 相 关 性 分 析 结 果 见 表2 3 土 壤 总 有 机 碳 与 颗 粒 有 机 碳 轻 组 有 机 碳 水 溶 性 有 机 碳 易 氧 化 有 机 碳 之 间 极 显 著 正 相 关 在 小 麦 季 玉 米 季 的 相 关 系 数 分 别 为0 92 0 94 0 94 0 99 和0 97 0 94 0 97 1 00 其 中 土 壤 易 氧 化 有 机 碳 与 总 有 机 碳 的 相 关 系 数 最 高 能 够 更 加 敏 感 地 反 映 不 同 处 理 对 土 壤 有 机 碳 库 的 影 响 2 7 长 期 定 位 秸 秆 还 田 对 土 壤 团 聚 体 的 影 响 2 7 1 对 水 稳 性 团 聚 体 组 成 的 影 响 小 麦 玉 米 周 年 轮 作 玉 米 收 获 后 取 样 分 析0 20cm 土 壤 样 品 水 稳 性 团 聚 体 组 成 如 表4 所 示 水 稳 性 团 聚 体 不 同 粒 级 含 量 不 同 0 25 2 00 mm 0 053 0 250mm WCN WN WC CK 其 中M 处 理 和WCN 处 理 分 别 较 对 照 显 著 提 高 了 10 2 9 6 百 分 点 0 053 0 250 mm 及 0 053mm 粒 级 中 各 处 理 的 质 量 分 数 所 占 比 例 分 别 为20 1 23 9 12 6 15 3 其 中M 处 理 的 质 量 分 数 较 对 照 分 别 降 低 了3 8 2 7 百 分 点 WCN 处 理 较 对 照 分 别 降 低 了2 5 2 4 百 分 点 差 异 均 显 著 结 果 表 明 施 用 有 机 肥 及 两 季 秸 秆 还 田 配 施 氮 肥 均 能 够 提 高0 25 2 00mm 粒 级 的 质 量 分 数 降 低0 053 0 250mm 和 0 053mm 粒 级 的 质 量 分 数 从 而 不 利 于0 053 0 250mm 和 0 053mm 粒 级 的 形 成 2 期 皇 甫 呈 惠 等 长 期 定 位 秸 秆 还 田 对 土 壤 团 聚 体 及 有 机 碳 组 分 的 影 响 157 表2 小 麦 活 性 碳 组 分 与 总 碳 的 相 关 性 Tab 2 Correlationbetweenactivatedcarbonandtotalcarboninwheat 项 目 Project 总 有 机 碳 TOC 颗 粒 有 机 碳 POC 轻 组 有 机 碳 LFOC 水 溶 性 有 机 碳 DOC 颗 粒 有 机 碳POC 0 92 轻 组 有 机 碳LFOC 0 94 0 92 水 溶 性 有 机 碳DOC 0 94 0 92 0 86 易 氧 化 有 机 碳LOC 0 99 0 91 0 95 0 95 注 TOC 总 有 机 碳 POC 颗 粒 有 机 碳 LFOC 轻 组 有 机 碳 DOC 水 溶 性 有 机 碳 LOC 易 氧 化 有 机 碳 P 0 05 P 0 01 表3 同 Note TOC Totalorganiccarbon POC Granularorganiccarbon LFOC Lightgrouporganiccarbon DOC Water solubleorganiccarbon LOC Easy tooxidizeorganiccarbon Significantdifferenceatthe5 level Extremelysignificantdifferenceatthe1 level ThesameasTab 3 表3 玉 米 活 性 碳 与 总 碳 的 相 关 性 Tab 3 Correlationbetweenactivatedcarbonandtotalcarbonincorn 项 目 Project 总 有 机 碳 TOC 颗 粒 有 机 碳 POC 轻 组 有 机 碳 LFOC 水 溶 性 有 机 碳 DOC 颗 粒 有 机 碳POC 0 97 轻 组 有 机 碳LFOC 0 94 0 97 水 溶 性 有 机 碳DOC 0 97 0 92 0 87 易 氧 化 有 机 碳LOC 1 00 0 95 0 92 0 96 表4 长 期 定 位 秸 秆 还 田 对 水 稳 性 团 聚 体 组 成 的 影 响 Tab 4 Effectoflong termpositioningofstraw returningtofieldonthecompositionof water stableaggregates 处 理 Treatment 团 聚 体 粒 级 组 成 Thesizeofaggregates 0 25 2 00mm0 053 0 250mm WCN WN WC CK 其 中M 处 理 WCN 处 理 WN 处 理 及WC 处 理 较CK 处 理 分 别 提 高53 1 45 8 31 9 16 8 差 异 显 著 可 见 有 机 肥 投 入 比 秸 秆 还 田 配 施 氮 肥 能 提 高 几 何 平 均 直 径 两 季 秸 秆 还 田 配 施 氮 肥 处 理 的 几 何 平 均 直 径 高 于 一 季 秸 秆 还 田 配 施 氮 肥 而 秸 秆 还 田 配 施 氮 肥 处 理 的 几 何 平 均 直 径 高 于 秸 秆 还 田 不 施 氮 肥 处 理 可 能 是 氮 肥 的 施 入 调 节 了 土 壤 碳 氮 比 提 高 了 土 壤 微 生 物 活 性 和 植 物 的 生 长 能 力 土 壤 团 聚 体 含 量 增 加 长 期 定 位 秸 秆 还 田 对 平 均 质 量 直 径 的 影 响 与 几 何 平 均 直 径 具 有 一 致 性 其 中M 处 理 WCN 处 理 较CK 平 均 质 量 直 径 分 别 提 高10 9 5 4 可 见 有 机 肥 的 投 入 以 及 两 季 秸 秆 还 田 配 施 氮 肥 均 能 提 高 平 均 质 量 直 径 的 含 量 表5 长 期 定 位 秸 秆 还 田 对 团 聚 体 稳 定 性 的 影 响 Tab 5 Effectoflong termstrawreturningtofield onthestabilityofaggregates mm 处 理 Treatment 几 何 平 均 直 径 Geometricmean diameter GMD 平 均 质 量 直 径 Meanweight diameter MWD CK 0 38 0 011e 0 73 0 022b M 0 58 0 017a 0 81 0 024a WN 0 50 0 014c 0 76 0 023b WC 0 44 0 013d 0 73 0 022b WCN 0 55 0 016b 0 77 0 023ab 2 7 3 对 土 壤 团 聚 体 有 机 碳 含 量 的 影 响 表6 为 团 聚 体 有 机 碳 含 量 分 布 情 况 由 表 可 知 各 处 理 团 聚 体 有机 碳含 量 因粒级 而异 在0 20cm 土 壤 中 各 粒 级 团 聚 体 有 机 碳 含 量 顺 序 为 2 00 0 25mm 0 053 0 250mm WCN WN WC CK 且 各 个 处 理 间 差 异 显 著 M 处 理 较CK 在2 00 0 25mm 0 053 0 250mm 0 053mm 粒 级 有 机 碳 含 量 增 加 提 高 幅 度 为 129 9 317 8 330 2 其 中 在0 053 0 250mm 和 0 053mm 增 加 幅 度 较 大 WCN 处 理 较CK 在 2 00 0 25mm 0 053 0 250mm 0 053mm 粒 158 华 北 农 学 报 35 卷 级 有 机 碳 含 量 增 加 提 高 幅 度 为69 0 166 6 188 4 其 中 在0 053 0 250mm 和 0 053mm 增 加 幅 度 较 大 表6 长 期 定 位 秸 秆 还 田 对 团 聚 体 有 机 碳 的 影 响 Tab 6 Effectoflong termpositioningofstrawreturning tofieldonorganiccarbonofaggregates g kg 处 理 Treatment 团 聚 体 有 机 碳 含 量 Aggregateorganiccarboncontent 2 00 0 25mm0 053 0 250mm 2 00mm 和2 00 0 25mm 水 稳 定 性 大 团 聚 体 的 含 量 20 本 研 究 发 现 有 机 肥 及 秸 秆 还 田 配 施 氮 肥 处 理 均 能 提 高0 25 2 00mm 粒 级 的 质 量 分 数 降 低0 053 0 250mm 和 一 季 秸 秆 还 田 配 施 氮 肥 WN 研 究 表 明 秸 秆 还 田 不 仅 可 以 提 高 团 聚 体 稳 定 性 还 能 提 高 大 团 聚 体 中 有 机 碳 含 量 与 本 研 究 结 果 一 致 综 上 表 明 有 机 肥 处 理 及 长 期 连 续 两 季 秸 秆 还 田 配 施 氮 肥 能 够 显 著 提 高 土 壤 总 有 机 碳 和 各 活 性 有 机 碳 组 分 含 量 提 高 了 土 壤 大 粒 径 团 聚 体 数 量 增 加 了 土 壤 稳 定 性 从 而 提 高 了 土 壤 肥 力 参 考 文 献 1 LalR Soilcarbonsequestrationimpactsonglobalclimate changeandfoodsecurity J Science 2004 304 5677 1623 1627 doi 10 1126 science 1097396 2 王 岩 松 李 梦 迪 朱 连 奇 保 护 性 耕 作 对 农 田 土 壤 有 机 碳 及 农 业 生 产 力 的 影响 J 农 学 学 报 2016 6 4 40 47 doi 10 11923 j issn 2095 4050 cjas15080006 WangYS LiMD ZhuLQ Effectsofconservationtill ageon soil organic carbon and agricultural productivity J JournalofAgriculture 2016 6 4 40 47 3 吕 娜 不 同 种 植 模 式 土 壤 有 机 碳 和 含 水 量 变 化 特 征 研 究 J 环 境 科 学 导 刊 2019 38 4 6 10 doi 10 13623 ki hkdk 2019 04 002 L N Studyonthechangescharacteristicsoforganiccar bonandwatercontentinsoilwithdifferentplantingmodes J EnvironmentalScienceSurvey 2019 38 4 6 10 4 俄 胜哲 丁 宁 平 李 利 利 袁 金 华 车 宗 宪 周 海 燕 尚 来 贵 长 期 施 肥 条 件 下 黄 土 高 原 黑 垆 土 作 物 产 量 与 土 壤 碳 氮的 关系 J 应 用 生 态 学 报 2018 29 12 4047 4055 doi 10 13287 j 1001 93