不同耕作方式下土壤有机碳变化特征及其与团聚体关系的研究

摘要

土壤有机碳直接影响作物产量和碳累积固定;农田有机碳库会对地球碳循环和全球气候产生巨大的影响;而耕作方式通过改变土壤理化性质进而对有机碳各组分的含量产生影响;因此对不同耕作方式下土壤有机碳变化特征的研究就十分必要。 本研究通过对休耕轮作、免耕和常规耕作三种耕作方式下0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm 土层土样的分析;分别测定了土壤样品总有机碳(TOC)、微生物量碳(MBC)、易氧化有机碳(EOC)、可溶性有机碳(DOC)、颗粒态有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)含量;用湿筛法分离出 5 种不同粒径的土壤团聚体;并测定各级土壤团聚体质量百分比和有机碳含量;初步探讨不同耕作方式下土壤有机碳组分的分布和含量特征以及不同粒径土壤团聚体有机碳含量及其分布特点。 主要得出如下研究结果： 休耕轮作和免耕条件下;土壤有机碳各组分含量随土壤深度的增加而降低;达显著差异水平（p＜0.05）。在0~10 cm土层;TOC含量表现为休耕轮作下的覆盖带最高;分别比免耕和常规耕作高21.58%、17.33%;休耕轮作、免耕和常规耕作EOC含量分别为1107.27 mg˙kg-1、1109.45 mg˙kg-1、1083.35 mg˙kg-1;休耕轮作、免耕、常规耕作条件下DOC平均含量分别为259.28、260.57、232.51 mg˙kg-1;休耕轮作下覆盖带、休闲带以及免耕MBC平均含量分别比常规耕作高17.27%、8.92%、16.73%;休耕轮作、免耕和常规耕作条件LFOC平均含量分别为3.74 g˙kg-1、3.92、2.16 g˙kg-1;休耕轮作、免耕、常规耕作下POC平均含量分别为14.5 g˙kg-1、14.82、11.49 g˙kg-1。在10~20 cm土层;常规耕作下土壤有机碳各组分含量与0~10 cm土层差异不显著;但显著高于休耕轮作和免耕（p＜0.05）;20~40 cm土层;三种耕作方式下土壤有机碳各组分含量差异不显著。休耕轮作和免耕有利于土壤有机碳各组分的增加;并在土壤表层积累。 不同耕作方式下团聚体含量差异较大;休耕轮作和免耕处理下水稳性团聚体含量与常规耕作差异显著（P＜0.05）;在0~10 cm土层;休耕轮作条件下;种植带、覆盖带、休闲带和免耕、常规耕作条件下水稳性团聚体含量分别为18.51%、26.03%、18.44%、19.43%、15.88%;休耕轮作和免耕处理有利于大粒级团聚体的增多及大粒级团聚体中有机碳含量的提高。休耕轮作和免耕处理下水稳性团聚体含量均随土壤深度降低而降低;常规耕作10~20 cm土层含量高于0~10 cm土层。不同耕作方式下土壤团聚体有机碳含量差异较大;休耕轮作下的种植带、覆盖带、休闲带和免耕在0~10 cm土层;＞0.25 mm团聚体中有机碳含量分别比 常规耕作团聚体中有机碳含量处理高42.74%、20.86%、33.64%、29.94%。随着土壤团聚体粒径增大;各处理团聚体中有机碳含量均逐渐减小。休耕轮作和免耕处理下;团聚体中有机碳含量随土壤深度的增加而降低;常规耕作处理下; 10~20 cm 土层团聚体有机碳含量最高。休耕轮作和免耕处理下水稳性团聚体含量均随土壤深度的增加而降低;常规耕作10~20 cm土层含量高于0~10 cm土层。

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