潮土土壤團(tuán)聚體形成及土壤有機(jī)碳累積過程對激發(fā)式秸稈深還的響應(yīng)機(jī)制.pdf

1、針對目前黃淮海平原潮土區(qū)普遍實(shí)施的覆蓋式秸稈還田所存在的主要問題，本研究提出了基于氮肥激發(fā)的秸稈深埋還田技術(shù)，并通過連續(xù)5年（2011-2015）的大田定位試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。系統(tǒng)比較了秸稈移除、秸稈覆蓋還田、激發(fā)式秸稈深還（秸稈與無機(jī)氮肥或有機(jī)氮肥配施進(jìn)行深埋，并于行間種植作物）的3種秸稈還田方式對土壤團(tuán)聚體形成、土壤有機(jī)碳累積、土壤養(yǎng)分和冬小麥產(chǎn)量的影響。主要研究結(jié)果如下：
　　黃淮海平原潮土區(qū)，土壤機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體主要分布于>20

2、00μm粒級中，0-10cm土層占41.09％-52.25%，在10-20cm土層達(dá)45.47%-62.46%，且下層該粒級團(tuán)聚體數(shù)量高于上層，激發(fā)式秸稈深還改變了各粒級團(tuán)聚體的含量組成，在減少A（>2000μm）粒級團(tuán)聚體的同時，增加了B（250-2000μm）和C（53-250μm）粒級團(tuán)聚體含量，配施有機(jī)氮肥（雞糞ISOM）的改良效果優(yōu)于配施無機(jī)氮肥（化學(xué)氮肥ISF），在上層土壤中差異較為顯著，在下層土壤中則差異不明顯，其中ISO

3、M處理效果最顯著。
　　該地區(qū)水穩(wěn)性土壤團(tuán)聚體主要分布于250-2000μm，秸稈覆蓋還田及常規(guī)施肥措施均能夠促使土壤團(tuán)聚體粒徑由53-250μm向250-2000μm轉(zhuǎn)移，但秸稈覆蓋還田措施對于微團(tuán)聚體向細(xì)大團(tuán)聚體的轉(zhuǎn)移促進(jìn)作用更強(qiáng)烈，激發(fā)式秸稈深還措施不僅促使了土壤粒徑由53-250μm向250-2000μm的轉(zhuǎn)移，同時>2000μm粒級的百分含量也顯示出增加趨勢，且下層土壤中以上所述各種狀況沒有上層顯著，但是，存在該趨勢，故

4、隨著試驗(yàn)?zāi)晗薜脑黾?，這種效果可能會更加顯著。
　　激發(fā)式秸稈深還能顯著增加>0.25mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量（WSAC（>0.25mm）），上層土壤團(tuán)聚體的增加數(shù)量顯著高于下層，且其增加主要是由53-250μm向250-2000μm轉(zhuǎn)移的土壤粒徑貢獻(xiàn)而來。上土層平均重量直徑（MWD）和幾何平均直徑（GMD）數(shù)值整體高于下土層，且分層土壤中各處理均表現(xiàn)出MWD和GMD均表現(xiàn)出ISOM>ISF>ISFR>SFR>SF0>NSFR>NSF0

5、的規(guī)律，與WSAC（>0.25mm）呈顯著正相關(guān)關(guān)系，而Da（分形維數(shù)）值則呈相反規(guī)律，與WSAC（>0.25mm）呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。所有土壤穩(wěn)定性指標(biāo)均表征ISOM處理促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性效果最佳。
　　土壤有機(jī)碳主要包含在250-2000μm和53-250μm粒級水穩(wěn)性團(tuán)聚體中，激發(fā)式秸稈深還在對原狀土壤有機(jī)碳的增加上差異達(dá)到顯著水平，0-10cm土層增幅達(dá)31.66%-43.95%，10-20cm土層對土壤有機(jī)碳的增加量達(dá)

6、76.72%-112.5%，下層土壤有機(jī)碳含量高于上層，其中激發(fā)式秸稈深還配施16%有機(jī)氮肥處理土壤有機(jī)碳含量最高。
　　對不同粒徑團(tuán)聚體有機(jī)碳含量，兩層土壤團(tuán)聚體中的有機(jī)碳含量均表現(xiàn)為粉粘微團(tuán)聚體（<53μm）>粗大團(tuán)聚體（>2000μm）>細(xì)大團(tuán)聚體（250-2000μm）>微團(tuán)聚體（53-250μm），潮土區(qū)土壤有機(jī)碳主要位于<53μm的粉粘微團(tuán)聚體和>2000μm粗大團(tuán)聚體之中，另外，各級水穩(wěn)性團(tuán)聚體土壤有機(jī)碳含量均表現(xiàn)為

7、上層高于下層，土壤有機(jī)碳的增加比率則表現(xiàn)為下層高于上層，激發(fā)式秸稈深還主要增加0-10cm微團(tuán)聚體中的有機(jī)碳和10-20cm細(xì)大團(tuán)聚體中的有機(jī)碳。
　　在0-10cm土層中，激發(fā)式秸稈深還主要增加細(xì)大團(tuán)聚體中的游離態(tài)顆粒有機(jī)碳（fPOC）含量和微團(tuán)聚體中的閉蓄態(tài)顆粒有機(jī)碳（oPOC）含量，且該土層中，團(tuán)聚體中的有機(jī)碳主要由礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)碳（MOC）組成。在10-20cm土層中，激發(fā)式秸稈深還主要增加細(xì)大團(tuán)聚體中的fPOC和oPOC