華 北 農(nóng) 學 報 2020 35 3 153 159 收 稿 日 期 2020 01 04 基 金 項 目 國家 重 點研發(fā)計 劃項目 2018YFD0300604 2017YFD0301002 山 東省現(xiàn)代農(nóng) 業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體 系建設經(jīng) 費 資助項目 SDAIT 02 06 作 者 簡 介 皇 甫 呈 惠 1993 女 山 東 章 丘 人 在 讀 碩 士 主 要 從 事 植 物 營 養(yǎng) 與 施 肥 技 術 研 究 通 訊 作 者 劉 樹 堂 1962 男 山 東 安 丘 人 教 授 博 士 主 要 從 事 植 物 營 養(yǎng) 與 施 肥 技 術 研 究 長 期 定 位 秸 稈 還 田 對 土 壤 團 聚 體 及 有 機 碳 組 分 的 影 響 皇 甫 呈 惠 孫 筱 璐 劉 樹 堂 賈 志 越 趙 洪 翠 青 島 農(nóng) 業(yè) 大 學 山 東 青 島 266109 摘 要 為 合 理 利 用 秸 稈 并 進 行 碳 固 定 在 青 島 農(nóng) 業(yè) 大 學 長 期 定 位 秸 稈 還 田 試 驗 站 開 展 田 間 試 驗 設 置5 個 處 理 包 括 相 同 施 氮 條 件 下 小 麥 玉 米 兩 季 秸 稈 還 田 WCN 和 一 季 小 麥 秸 稈 還 田 WN 小 麥 玉 米 兩 季 秸 稈 還 田 WC 對 照 CK 及 單 施 有 機 肥 處 理 M 測 定 玉 米 小 麥 輪 作 收 獲 后 土 壤 中 的 總 有 機 碳 土 壤 的 活 性 碳 組 分 輕 組 有 機 碳 顆 粒 有 機 碳 水 溶 性 有 機 碳 易 氧 化 有 機 碳 土 壤 團 聚 體 土 壤 團 聚 體 有 機 碳 含 量 結 果 表 明 土 壤 總 有 機 碳 及 各 活 性 碳 組 分 含 量 均 表 現(xiàn) 為M WCN WN WC CK 其 中M 處 理 和WCN 處 理 總 有 機 碳 含 量 在 小 麥 季 和 玉 米 季 較 對 照 分 別 提 高 了99 78 117 94 和84 73 98 03 差 異 顯 著 土 壤 水 穩(wěn) 性 團 聚 體0 25 2 00mm 粒 級 占 比 團 聚 體 幾 何 平 均 直 徑 平 均 質 量 直 徑 及 各 粒 級 團 聚 體 有 機 碳 含 量 亦 表 現(xiàn) 為M WCN WN WC CK 與 對 照 相 比 M 處 理 和 WCN 處 理 在0 25 2 00mm 粒 級 占 比 提 高 了10 2 9 6 百 分 點 幾 何 平 均 直 徑 和 平 均 質 量 直 徑 分 別 提 高 了53 1 45 8 和10 9 5 4 各 粒 級 有 機 碳 含 量 分 別 提 高129 9 330 2 69 0 188 4 綜 上 有 機 肥 處 理 及 兩 季 秸 稈 還 田 配 施 氮 肥 能 顯 著 提 高 土 壤 有 機 碳 及 各 活 性 有 機 碳 含 量 有 利 于 土 壤 大 團 聚 體 的 形 成 提 高 了 團 聚 體 穩(wěn) 定 性 和 各 粒 級 團 聚 體 有 機 碳 含 量 關 鍵 詞 秸 稈 還 田 土 壤 總 有 機 碳 土 壤 活 性 碳 組 分 土 壤 團 聚 體 中 圖 分 類 號 S142 文 獻 標 識 碼 A 文 章 編 號 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 華 北 農(nóng) 學 報 35 卷 and5 4 theorganiccarboncontentofeachgrainsizeincreasedby129 9 330 2 69 0 188 4 In summary organicfertilizertreatmentandtwoseasonsofstrawreturntothefieldwithnitrogenfertilizerapplication couldsignificantlyincreasethecontentofsoilorganiccarbonandvariousactiveorganiccarbons whichwascondu civetotheformationoflargeaggregatesinthesoil andimprovedthestabilityoftheaggregatesandtheorganiccar boncontentofthevariousaggregates Keywords Strawreturning Soiltotalorganiccarbon Soilactivatedcarboncomponent Soilaggregate 秸 稈 含 有 豐 富 的 碳 源 秸 稈 還 田 作 為 土 壤 保 護 性 耕 作 措 施 可 以 保 持 和 提 高 土 壤 肥 力 對 農(nóng) 業(yè) 可 持 續(xù) 發(fā) 展 具 有 重 要 意 義 Lal 1 研 究 指 出 在 土 壤 本 身 存 在 固 碳 能 力 的 基 礎 上 有 機 肥 的 投 入 可 以 進 一 步 提 高 總 固 碳 量 的1 6 固 碳 量 為0 4 1 5 億t 中 國 是 農(nóng) 業(yè) 大 國 秸 稈 資 源 豐 富 但 大 部 分 秸 稈 都 作 為 農(nóng) 業(yè) 廢 棄 物 形 式 流 失 浪 費 資 源 污 染 環(huán) 境 陸 地 生 態(tài) 系 統(tǒng) 中 最 重 要 的 碳 庫 之 一 就 是 農(nóng) 田 土 壤 有 機 碳 在 穩(wěn) 定 土 壤 肥 力 和 穩(wěn) 固 農(nóng) 田 生 產(chǎn) 力 等 方 面 發(fā) 揮 著 重 要 影 響 2 土 壤 有 機 碳 一 方 面 可 以 為 作 物 生 長 提 供 碳 源 另 一 方 面 可 以 作 為 評 價 生 態(tài) 系 統(tǒng) 可 持 續(xù) 性 的 指 標 之 一 土 壤 有 機 碳 庫 不 僅 是 土 壤 地 力 的 關 鍵 影 響 因 素 還 是 作 物 高 產(chǎn) 的 物 質 基 礎 3 4 土 壤 團 聚 體 作 為 土 壤 結 構 的 基 本 構 成 單 元 含 有 大 約 九 成 的 有 機 質 不 僅 影 響 著 土 壤 水 熱 傳 輸 養(yǎng) 分 的 保 持 供 應 和 轉 化 而 且 不 同 種 植 施 肥 措 施 可 以 改 變 土 壤 團 聚 體 結 構 對 其 數(shù) 量 和 活 性 有 一 定 的 影 響 5 6 土 壤 有 機 碳 和 土 壤 團 聚 體 之 間 聯(lián) 系 密 切 團 聚 體 的 包 被 作 用 可 以 提 高 有 機 碳 的 穩(wěn) 定 性 7 土 壤 有 機 碳 也 能 夠 提 高 土 粒 的 團 聚 性 并 促 進 形 成 團 粒 結 構 8 10 目 前 土 壤 團 聚 體 平 均 質 量 直 徑 MWD 和 幾 何 平 均 直 徑 GMD 是 評 價 土 壤 團 聚 體 穩(wěn) 定 性 的2 個 重 要 指 標 MWD 和GMD 值 越 大 則 表 示 團 聚 體 越 穩(wěn) 定 11 山 東 地 區(qū) 玉 米 小 麥 秸 稈 還 田 規(guī) 模 不 斷 擴 大 關 于 秸 稈 連 續(xù) 還 田 模 式 下 對 土 壤 總 有 機 碳 及 碳 組 分 含 量 團 聚 體 穩(wěn) 定 性 及 團 聚 體 有 機 碳 研 究 相 對 較 少 本 試 驗 通 過 研 究 玉 米 小 麥 秸 稈 連 續(xù) 還 田10a 條 件 下 的 有 機 碳 分 布 團 聚 體 粒 級 分 布 和 團 聚 體 有 機 碳 含 量 探 究 玉 米 小 麥 輪 作 下 長 期 定 位 秸 稈 還 田 對 土 壤 碳 組 分 團 聚 體 含 量 變 化 和 團 聚 體 有 機 碳 含 量 的 影 響 為 實 現(xiàn) 農(nóng) 田 土 壤 的 固 碳 減 排 發(fā) 展 綠 色 農(nóng) 業(yè) 提 供 理 論 依 據(jù) 1 材 料 和 方 法 1 1 試 驗 區(qū) 概 況 試 驗 于 青 島 農(nóng) 業(yè) 大 學 萊 陽 試 驗 站 進 行 土 壤 類 型 為 非 石 灰 性 潮 土 土 壤pH 值6 8 有 機 質 含 量 5 01g kg 全 氮 含 量0 60g kg 全 磷 含 量0 64g kg 速 效 鉀 含 量72 00mg kg 有 效 磷 含 量16 34mg kg 陽 離 子 交 換 量13 88cmol kg 土 壤 容 重1 21g cm 3 比 重 2 67 孔 隙 度51 40 土 壤 發(fā) 育 于 沖 積 母 質 1 2 試 驗 設 計 2009 年 秋 建 立 了 該 長 期 秸 稈 還 田 定 位 試 驗 站 試 驗 設5 個 處 理 CK 對 照 WN 一 季 秸 稈 還 田 配 施 氮 肥 WC 兩 季 秸 稈 還 田 WCN 兩 季 秸 稈 還 田 配 施 氮 肥 M 單 施 有 機 肥 具 體 施 肥 見 表1 每 個 處 理3 次 重 復 隨 機 分 區(qū) 排 列 試 驗 田 周 邊 設 保 護 行 小 區(qū) 間 用1 0m 深 玻 璃 板 隔 開 防 止 處 理 間 水 肥 漫 灌 保 證 各 試 驗 區(qū) 能 獨 立 排 灌 各 處 理 用 水 量 及 耕 作 管 理 一 致 本 試 驗 為 冬 小 麥 夏 玉 米 輪 作 每 年2 作 冬 小 麥 夏 玉 米 品 種 為 煙 優(yōu)361 魯 玉16 號 尿 素 做 無 機 肥 豬 圈 糞 做 有 機 肥 全 氮 量2 1 3 0g kg 全 磷 量0 48 2 20g kg 有 機 質 含 量20 50g kg 干 燥 的 玉 米 小 麥 秸 稈 全 氮 含 量19 3g kg 施 用 高 低 量 均 以 與 無 機 氮 肥 等 含 氮 量 計 算 表1 試 驗 處 理 Tab 1 Experimentaldesign 處 理 Treatment 小 麥 秸 稈 Wheatstraw 玉 米 秸 稈 Cornstraw 有 機 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 單 季 小 麥 秸 稈 還 田 小 麥 玉 米 兩 季 秸 稈 還 田 Note Quarterlywheatstrawreturned Wheatandcornstraw returnedtwoseasons 1 3 試 驗 方 法 本 試 驗 在 連 續(xù)10a 的 長 期 定 位 秸 稈 還 田 試 驗 站 進 行 在 冬 小 麥 和 夏 玉 米 收 獲 后 對 土 壤 進 行 了 取 樣 在 各 處 理 的 小 區(qū) 中 隨 機 取5 點 按 照 S 形 用 土 鉆 采 取 深 度 為0 20cm 的 耕 作 層 土 壤 再 將5 點 樣 品 進 行 混 勻 用 密 封 袋 密 封 帶 回 實 驗 室 待 測 將 一 2 期 皇 甫 呈 惠 等 長 期 定 位 秸 稈 還 田 對 土 壤 團 聚 體 及 有 機 碳 組 分 的 影 響 155 部 分 土 樣 在 陰 涼 干 燥 處 通 風 晾 干 稱 質 量 磨 細 過 2mm 篩 后 另 取10g 過2mm 篩 的 風 干 土 再 次 磨 細 過0 15mm 篩 同 時 稱 取 過 篩 后 剩 余 砂 子 的 質 量 計 算 砂 土 比 過2mm 篩 和 過0 15mm 篩 的 風 干 土 樣 分 別 保 存 用 于 試 驗 指 標 測 定 每 一 土 樣 除 去 動 植 物 殘 體 后 裝 入 普 通 封 口 袋 中 帶 回 實 驗 室 陰 干 后 進 行 總 有 機 碳 可 溶 性 有 機 碳 易 氧 化 有 機 碳 顆 粒 有 機 碳 輕 組 有 機 碳 的 測 定 1 4 數(shù) 據(jù) 處 理 試 驗 數(shù) 據(jù) 通 過Excel2003 進 行 處 理 OriginPro 7 5 和SPSS13 0 軟 件 進 行 圖 表 繪 制 相 關 性 分 析 顯 著 性 檢 驗 等 2 結 果 與 分 析 2 1 長 期 定 位 秸 稈 還 田 對 土 壤 總 有 機 碳 的 影 響 由 圖1 可 以 看 出 小 麥 季 總 有 機 碳 含 量 的 變 化 同 玉 米 季 總 有 機 碳 含 量 的 變 化 具 有 一 致 性 5 種 處 理 土 壤 總 有 機 碳 含 量 總 體 趨 勢 為M WCN WN WC CK M WCN WN WC 處 理 均 與CK 差 異 顯 著 就 小 麥 季 而 言 M WCN WN WC 處 理 較CK 處 理 增 幅 為18 71 99 78 其 中M 處 理 增 幅 最 大 WCN 處 理 次 之 較CK 處 理 提 高 了99 78 84 73 二 者 之 間 差 異 不 顯 著 WC 處 理 增 幅 最 小 就 玉 米 季 而 言 M WCN WN WC 處 理 較CK 處 理 增 幅 為34 39 117 94 其 中M 處 理 增 幅 最 大 WCN 處 理 次 之 較 CK 處 理 提 高 了117 94 98 03 WC 處 理 增 幅 最 小 整 體 來 看 M 處 理 總 有 機 碳 含 量 最 高 分 別 為9 29 小 麥 季 8 87g kg 玉 米 季 說 明 長 期 施 用 有 機 肥 有 利 于 土 壤 有 機 碳 的 積 累 WCN 處 理 次 之 分 別 為8 59 小 麥 季 8 06g kg 玉 米 季 說 明 秸 稈 還 田 作 為 重 要 作 為 土 壤 有 機 碳 來 源 通 過 配 施 氮 肥 加 快 了 分 解 和 腐 解 過 程 增 加 了 土 壤 總 有 機 碳 含 量 12 不 同 字 母 表 示 不 同 處 理 間 差 異 達5 顯 著 水 平 圖2 5 同 Differentlettersmeansignificantdifferenceamong nitrogentreatmentsat5 levels ThesameasFig 2 5 圖1 秸 稈 還 田 對 土 壤 總 有 機 碳 含 量 的 影 響 Fig 1 Effectofstrawreturningontotal organiccarboncontent 2 2 長 期 定 位 秸 稈 還 田 對 土 壤 顆 粒 有 機 碳 的 影 響 圖2 為 不 同 處 理 對 土 壤 顆 粒 有 機 碳 的 影 響 整 體 來 看 不 同 處 理 之 間 土 壤 顆 粒 有 機 碳 的 變 化 趨 勢 小 麥 季 同 玉 米 季 具 有 一 致 性 整 體 趨 勢 為M WCN WN WC CK 與 對 照CK 相 比 M 處 理 土 壤 顆 粒 有 機 碳 含 量 最 高 分 別 為3 567 小 麥 季 3 234g kg 玉 米 季 分 別 顯 著 提 高 了128 07 120 90 說 明 長 期 投 入 有 機 肥 可 以 顯 著 提 高 土 壤 顆 粒 有 機 碳 的 含 量 施 氮 處 理 下 的WCN 處 理 較 不 施 氮 的WC 處 理 土 壤 顆 粒 有 機 碳 含 量 提 高 了 85 38 小 麥 季 29 48 玉 米 季 說 明 在 兩 季 秸 稈 還 田 處 理 下 通 過 配 施 氮 肥 可 以 顯 著 提 高 土 壤 微 生 物 活 性 從 而 提 高 土 壤 顆 粒 有 機 碳 的 含 量 圖2 秸 稈 還 田 對 土 壤 顆 粒 有 機 碳 含 量 的 影 響 Fig 2 Effectofstrawreturningonparticlecarboncontent 2 3 長 期 定 位 秸 稈 還 田 對 土 壤 水 溶 性 有 機 碳 的 影 響 如 圖3 所 示 不 同 模 式 的 秸 稈 還 田 及 有 機 肥 投 入 對 土 壤 水 溶 性 有 機 碳 的 影 響 存 在 差 異 整 體 上 看 土 壤 水 溶 性 有 機 碳 含 量 小 麥 季 玉 米 季 這 可 能 是 在 麥 玉 輪 作 周 期 小 麥 生 長 期 內(nèi) 植 物 殘 體 豐 富 及 肥 料 投 入 量 高 從 而 直 接 提 高 了 土 壤 水 溶 性 有 機 碳 含 量 5 種 處 理 土 壤 水 溶 性 有 機 碳 含 量 總 體 趨 勢 為 M WCN WN WC CK M WCN WN 處 理 與 CK 差 異 顯 著 M 處 理 水 溶 性 有 機 碳 含 量 最 高 分 別 為478 45 小 麥 季 358 45mg kg 玉 米 季 相 比 對 照 分 別 提 高 了64 77 88 28 說 明 長 期 有 機 肥 的 投 入 可 以 顯 著 提 高 土 壤 水 溶 性 有 機 碳 的 含 量 氮 肥 處 理 下 WN WCN 處 理 較CK 處 理 增 幅 為 20 91 42 87 小 麥 季 26 64 54 88 玉 米 季 增 幅 均 大 于WC 處 理 可 能 是 因 為 氮 肥 的 投 入 提 高 了 秸 稈 的 腐 解 過 程 及 微 生 物 的 活 性 從 而 提 高 了 土 壤 水 溶 性 有 機 碳 含 量 2 4 長 期 定 位 秸 稈 還 田 對 土 壤 易 氧 化 有 機 碳 的 影 響 土 壤 易 氧 化 有 機 碳 作 為 土 壤 活 性 有 機 碳 的 重 要 組 成 部 分 是 土 壤 碳 庫 短 期 變 化 的 指 示 因 子 13 由 156 華 北 農(nóng) 學 報 35 卷 圖4 可 以 看 出 M 處 理 均 顯 著 高 于 其 他 處 理 說 明 長 期 有 機 肥 的 投 入 有 利 于 土 壤 易 氧 化 有 機 碳 含 量 的 提 高 5 種 處 理 易 氧 化 有 機 碳 高 低 順 序 為 M WCN WN WC CK 就 小 麥 而 言 M WCN WN WC 處 理 比CK 分 別 增 加 了95 53 72 43 58 93 3 57 其 中 M 處 理 易 氧 化 有 機 碳 最 高 為 2 19g kg 其 次 是 施 氮 模 式 下 的WCN WN 處 理 分 別 為1 92 1 78g kg WC 處 理 易 氧 化 有 機 碳 含 量 最 低 為1 16g kg 玉 米 季 土 壤 易 氧 化 有 機 碳 同 小 麥 季 一 致 圖3 秸 稈 還 田 對 土 壤 水 溶 性 有 機 碳 含 量 的 影 響 Fig 3 Effectofstrawreturningonwater solublecarboncontent 圖4 秸 稈 還 田 對 土 壤 易 氧 化 有 機 碳 含 量 的 影 響 Fig 4 Effectofstrawreturningoneasily oxidizedcarboncontent 2 5 長 期 定 位 秸 稈 還 田 對 土 壤 輕 組 有 機 碳 的 影 響 土 壤 輕 組 有 機 碳 主 要 由 土 壤 中 的 孢 子 菌 絲 植 物 殘 體 等 構 成 是 一 種 介 于 動 植 物 殘 體 與 腐 殖 質 之 間 的 物 質 大 約 占 了 土 壤 總 有 機 碳 含 量 的15 32 該 活 性 碳 的 轉 化 時 間 大 約 幾 周 至 幾 年 是 中 等 活 性 的 有 機 碳 庫 是 不 穩(wěn) 定 有 機 碳 庫 的 一 部 分 14 15 由 圖5 看 出 不 同 處 理 輕 組 有 機 碳 含 量 的 變 化 趨 勢 小 麥 季 與 玉 米 季 具 有 一 致 性 整 體 趨 勢 為 M WCN WN WC CK 就 小 麥 季 而 言 M WCN WN 處 理 與CK 差 異 顯 著 與CK 對 比 分 別 增 加 了48 15 25 92 18 52 其 中M 處 理 最 高 為0 40 g kg 顯 著 高 于 其 他 處 理 施 氮 處 理 的 WCN WN 處 理 次 之 分 別 為0 34 0 32g kg WC 處 理 輕 組 有 機 碳 含 量 最 低 為0 29g kg 說 明 有 機 肥 的 投 入 可 以 顯 著 提 高 土 壤 輕 組 有 機 碳 的 含 量 秸 稈 還 田 配 施 氮 肥 也 可 以 提 高 土 壤 輕 組 有 機 碳 的 含 量 圖5 秸 稈 還 田 對 土 壤 輕 組 有 機 碳 含 量 的 影 響 Fig 5 Effectofstrawreturningonlightcarboncontent 2 6 長 期 定 位 秸 稈 還 田 土 壤 活 性 碳 組 分 之 間 的 相 關 性 分 析 小 麥 玉 米 輪 作 不 同 處 理 土 壤 總 有 機 碳 與 各 活 性 有 機 碳 組 分 的 相 關 性 分 析 結 果 見 表2 3 土 壤 總 有 機 碳 與 顆 粒 有 機 碳 輕 組 有 機 碳 水 溶 性 有 機 碳 易 氧 化 有 機 碳 之 間 極 顯 著 正 相 關 在 小 麥 季 玉 米 季 的 相 關 系 數(shù) 分 別 為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 機 碳 與 總 有 機 碳 的 相 關 系 數(shù) 最 高 能 夠 更 加 敏 感 地 反 映 不 同 處 理 對 土 壤 有 機 碳 庫 的 影 響 2 7 長 期 定 位 秸 稈 還 田 對 土 壤 團 聚 體 的 影 響 2 7 1 對 水 穩(wěn) 性 團 聚 體 組 成 的 影 響 小 麥 玉 米 周 年 輪 作 玉 米 收 獲 后 取 樣 分 析0 20cm 土 壤 樣 品 水 穩(wěn) 性 團 聚 體 組 成 如 表4 所 示 水 穩(wěn) 性 團 聚 體 不 同 粒 級 含 量 不 同 0 25 2 00 mm 0 053 0 250mm WCN WN WC CK 其 中M 處 理 和WCN 處 理 分 別 較 對 照 顯 著 提 高 了 10 2 9 6 百 分 點 0 053 0 250 mm 及 0 053mm 粒 級 中 各 處 理 的 質 量 分 數(shù) 所 占 比 例 分 別 為20 1 23 9 12 6 15 3 其 中M 處 理 的 質 量 分 數(shù) 較 對 照 分 別 降 低 了3 8 2 7 百 分 點 WCN 處 理 較 對 照 分 別 降 低 了2 5 2 4 百 分 點 差 異 均 顯 著 結 果 表 明 施 用 有 機 肥 及 兩 季 秸 稈 還 田 配 施 氮 肥 均 能 夠 提 高0 25 2 00mm 粒 級 的 質 量 分 數(shù) 降 低0 053 0 250mm 和 0 053mm 粒 級 的 質 量 分 數(shù) 從 而 不 利 于0 053 0 250mm 和 0 053mm 粒 級 的 形 成 2 期 皇 甫 呈 惠 等 長 期 定 位 秸 稈 還 田 對 土 壤 團 聚 體 及 有 機 碳 組 分 的 影 響 157 表2 小 麥 活 性 碳 組 分 與 總 碳 的 相 關 性 Tab 2 Correlationbetweenactivatedcarbonandtotalcarboninwheat 項 目 Project 總 有 機 碳 TOC 顆 粒 有 機 碳 POC 輕 組 有 機 碳 LFOC 水 溶 性 有 機 碳 DOC 顆 粒 有 機 碳POC 0 92 輕 組 有 機 碳LFOC 0 94 0 92 水 溶 性 有 機 碳DOC 0 94 0 92 0 86 易 氧 化 有 機 碳LOC 0 99 0 91 0 95 0 95 注 TOC 總 有 機 碳 POC 顆 粒 有 機 碳 LFOC 輕 組 有 機 碳 DOC 水 溶 性 有 機 碳 LOC 易 氧 化 有 機 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 與 總 碳 的 相 關 性 Tab 3 Correlationbetweenactivatedcarbonandtotalcarbonincorn 項 目 Project 總 有 機 碳 TOC 顆 粒 有 機 碳 POC 輕 組 有 機 碳 LFOC 水 溶 性 有 機 碳 DOC 顆 粒 有 機 碳POC 0 97 輕 組 有 機 碳LFOC 0 94 0 97 水 溶 性 有 機 碳DOC 0 97 0 92 0 87 易 氧 化 有 機 碳LOC 1 00 0 95 0 92 0 96 表4 長 期 定 位 秸 稈 還 田 對 水 穩(wěn) 性 團 聚 體 組 成 的 影 響 Tab 4 Effectoflong termpositioningofstraw returningtofieldonthecompositionof water stableaggregates 處 理 Treatment 團 聚 體 粒 級 組 成 Thesizeofaggregates 0 25 2 00mm0 053 0 250mm WCN WN WC CK 其 中M 處 理 WCN 處 理 WN 處 理 及WC 處 理 較CK 處 理 分 別 提 高53 1 45 8 31 9 16 8 差 異 顯 著 可 見 有 機 肥 投 入 比 秸 稈 還 田 配 施 氮 肥 能 提 高 幾 何 平 均 直 徑 兩 季 秸 稈 還 田 配 施 氮 肥 處 理 的 幾 何 平 均 直 徑 高 于 一 季 秸 稈 還 田 配 施 氮 肥 而 秸 稈 還 田 配 施 氮 肥 處 理 的 幾 何 平 均 直 徑 高 于 秸 稈 還 田 不 施 氮 肥 處 理 可 能 是 氮 肥 的 施 入 調(diào) 節(jié) 了 土 壤 碳 氮 比 提 高 了 土 壤 微 生 物 活 性 和 植 物 的 生 長 能 力 土 壤 團 聚 體 含 量 增 加 長 期 定 位 秸 稈 還 田 對 平 均 質 量 直 徑 的 影 響 與 幾 何 平 均 直 徑 具 有 一 致 性 其 中M 處 理 WCN 處 理 較CK 平 均 質 量 直 徑 分 別 提 高10 9 5 4 可 見 有 機 肥 的 投 入 以 及 兩 季 秸 稈 還 田 配 施 氮 肥 均 能 提 高 平 均 質 量 直 徑 的 含 量 表5 長 期 定 位 秸 稈 還 田 對 團 聚 體 穩(wěn) 定 性 的 影 響 Tab 5 Effectoflong termstrawreturningtofield onthestabilityofaggregates mm 處 理 Treatment 幾 何 平 均 直 徑 Geometricmean diameter GMD 平 均 質 量 直 徑 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 對 土 壤 團 聚 體 有 機 碳 含 量 的 影 響 表6 為 團 聚 體 有 機 碳 含 量 分 布 情 況 由 表 可 知 各 處 理 團 聚 體 有機 碳含 量 因粒級 而異 在0 20cm 土 壤 中 各 粒 級 團 聚 體 有 機 碳 含 量 順 序 為 2 00 0 25mm 0 053 0 250mm WCN WN WC CK 且 各 個 處 理 間 差 異 顯 著 M 處 理 較CK 在2 00 0 25mm 0 053 0 250mm 0 053mm 粒 級 有 機 碳 含 量 增 加 提 高 幅 度 為 129 9 317 8 330 2 其 中 在0 053 0 250mm 和 0 053mm 增 加 幅 度 較 大 WCN 處 理 較CK 在 2 00 0 25mm 0 053 0 250mm 0 053mm 粒 158 華 北 農(nóng) 學 報 35 卷 級 有 機 碳 含 量 增 加 提 高 幅 度 為69 0 166 6 188 4 其 中 在0 053 0 250mm 和 0 053mm 增 加 幅 度 較 大 表6 長 期 定 位 秸 稈 還 田 對 團 聚 體 有 機 碳 的 影 響 Tab 6 Effectoflong termpositioningofstrawreturning tofieldonorganiccarbonofaggregates g kg 處 理 Treatment 團 聚 體 有 機 碳 含 量 Aggregateorganiccarboncontent 2 00 0 25mm0 053 0 250mm 2 00mm 和2 00 0 25mm 水 穩(wěn) 定 性 大 團 聚 體 的 含 量 20 本 研 究 發(fā) 現(xiàn) 有 機 肥 及 秸 稈 還 田 配 施 氮 肥 處 理 均 能 提 高0 25 2 00mm 粒 級 的 質 量 分 數(shù) 降 低0 053 0 250mm 和 一 季 秸 稈 還 田 配 施 氮 肥 WN 研 究 表 明 秸 稈 還 田 不 僅 可 以 提 高 團 聚 體 穩(wěn) 定 性 還 能 提 高 大 團 聚 體 中 有 機 碳 含 量 與 本 研 究 結 果 一 致 綜 上 表 明 有 機 肥 處 理 及 長 期 連 續(xù) 兩 季 秸 稈 還 田 配 施 氮 肥 能 夠 顯 著 提 高 土 壤 總 有 機 碳 和 各 活 性 有 機 碳 組 分 含 量 提 高 了 土 壤 大 粒 徑 團 聚 體 數(shù) 量 增 加 了 土 壤 穩(wěn) 定 性 從 而 提 高 了 土 壤 肥 力 參 考 文 獻 1 LalR Soilcarbonsequestrationimpactsonglobalclimate changeandfoodsecurity J Science 2004 304 5677 1623 1627 doi 10 1126 science 1097396 2 王 巖 松 李 夢 迪 朱 連 奇 保 護 性 耕 作 對 農(nóng) 田 土 壤 有 機 碳 及 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 力 的 影響 J 農(nóng) 學 學 報 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 呂 娜 不 同 種 植 模 式 土 壤 有 機 碳 和 含 水 量 變 化 特 征 研 究 J 環(huán) 境 科 學 導 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 勝哲 丁 寧 平 李 利 利 袁 金 華 車 宗 憲 周 海 燕 尚 來 貴 長 期 施 肥 條 件 下 黃 土 高 原 黑 壚 土 作 物 產(chǎn) 量 與 土 壤 碳 氮的 關系 J 應 用 生 態(tài) 學 報 2018 29 12 4047 4055 doi 10 13287 j 1001 93