生物炭对豫西丘陵区农田土壤团聚体稳定性及碳、氮分布的影响

摘要

为研究生物炭对豫西丘陵地区农田土壤团聚体分布、稳定性及其碳、氮在团聚体中分布的影响,进一步探明生物炭对丘陵区农田土壤结构和养分的长期作用效果。采用田间长期定位试验,生物炭用量为0(C0),20(C20),40(C40)t/hm^2 3个处理,研究生物炭施用5年后对土壤团聚体组成及稳定性的影响,探究土壤团聚体中有机碳和全氮分布特性。结果表明:施加20,40 t/hm^2生物炭可提高0—20,20—40 cm土层的机械性>0.5 mm以上粒级和水稳性>0.053 mm以上粒级团聚体含量。在0—20 cm土层中,C20和C40处理下>0.25 mm的机械性团聚体(DR0.25)分别较对照增加3.78%和6.83%,>0.25 mm水稳性团聚体(WR0.25)分别较对照增加31.0%和49.45%,土壤不稳定团粒指数(ELT)分别较对照降低4.30%和6.85%,土壤团聚体破坏率(PAD)分别较对照降低9.71%和14.77%,土壤团聚体平均质量直径(MWD)分别较对照增加28.44%和45.34%,几何平均直径(GMD)分别较对照增加32.04%和54.92%。各粒级的有机碳和全氮含量随生物炭施用量的增加而增加,有机碳和全氮含量都以0.25~0.053 mm粒级最高,且0—20 cm土层的有机碳和全氮含量高于20—40 cm土层的有机碳和全氮含量;随着生物炭施用量的增加,>2,2~0.25,0.25~0.053 mm粒级团聚体有机碳和全氮贡献率随之增加,而<0.053 mm粒级微团聚体有机碳和全氮贡献率随之降低。总体来说,生物炭能够改善豫西丘陵地区农田土壤的团聚体结构,增加土壤大团聚体的含量,增强团聚体的稳定性,提高土壤团聚体中碳、氮含量,有利于豫西地区农田土壤肥力的保持和持续健康发展。