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针对东北黑土在长期连作条件下,土壤有机质含量降低、耕层变浅、容重增大等退化问题,本研究基于吉林省公主岭市四年定位耕作(秸秆还田)试验,以连作玉米并实行传统耕作(T6)为对照,设置了三年一次深翻+秸秆还田(T1)、连续四年深翻+秸秆还田(T2)、四年一次传统耕作+秸秆还田(T3)、四年一次深翻+秸秆还田(T4)、轮作(T5)五种处理方式,探讨了不同耕作方式对土壤水稳性团聚体分布及其有机碳含量的影响,旨在寻找有利于北方农作生长的可持续耕作方式,并为黑土培肥提供理论依据和技术支持。结果表明:
1、Ap层与A层的大团聚体和中间团聚体受耕作因素的扰动产生了强烈的差异,水稳性大团聚体受到破坏,导致中间团聚体的含量明显高于其他粒级团聚体含量。不同的耕作措施配合秸秆还田均能在不同程度提升土壤含水量、孔隙度、大团聚体含量与土壤团聚体平均重量直径(MWD),同时降低容重与破坏度(PAD)。实验证明平均质量直径(MWD)与>2mm、2~1mm的大粒级团聚体含量呈现极其显著的正相关(P<0.01),与PAD呈现负相关(P<0.05)。相比于T6,T1、T2、T3、T4、T5的大团聚体含量分别提升:7.64%、4.60%、5.89%、2.77%、1.81%;平均重量直径(MWD)分别提高了0.19、0.36、0.20、0.11、0.15;破坏度(PAD)分别降低了5.34、3.73、2.63、4.04、4.56;
2、总有机碳与各粒级有机碳之间都表现出极显著相关(P<0.01),且随着团聚体的粒径增大,相关性系数也逐渐增强。耕作方式对土壤Ap层各粒级有机碳含量造成的差异最为显著,其中,T1、T2、T3、T4、T5大团聚体有机碳较T6分别提高了:4.36g.kg-1、5.66g.kg-1、3.95g.kg-1、4.09g.kg-1、2.53g.kg-1;总有机碳分别提高:2.21g.kg-1、3.62g.kg-1、0.98g.kg-1、1.54g.kg-1、2.13g.kg-1;
3、总有机碳与重组和游离态轻组有机碳呈现极显著相关(P<0.01)。从整个土壤剖面层次来看,T1、T2、T3、T4、T5的重组有机碳含量相比于T6分别提高:4.42g.kg-1、4.88g.kg-1、3.90g.kg-1、2.95g.kg-1、0.96g.kg-1;游离态轻组有机碳含量依次上升:0.54g.kg-1、0.49g.kg-1、0.36g.kg-1、0.52g.kg-1、0.44g.kg-1,且连续四年深翻+秸秆还田处理下重组含碳量提升幅度最大,促进了游离态轻组向重组的转化,有利于有机碳的积累。
1、Ap层与A层的大团聚体和中间团聚体受耕作因素的扰动产生了强烈的差异,水稳性大团聚体受到破坏,导致中间团聚体的含量明显高于其他粒级团聚体含量。不同的耕作措施配合秸秆还田均能在不同程度提升土壤含水量、孔隙度、大团聚体含量与土壤团聚体平均重量直径(MWD),同时降低容重与破坏度(PAD)。实验证明平均质量直径(MWD)与>2mm、2~1mm的大粒级团聚体含量呈现极其显著的正相关(P<0.01),与PAD呈现负相关(P<0.05)。相比于T6,T1、T2、T3、T4、T5的大团聚体含量分别提升:7.64%、4.60%、5.89%、2.77%、1.81%;平均重量直径(MWD)分别提高了0.19、0.36、0.20、0.11、0.15;破坏度(PAD)分别降低了5.34、3.73、2.63、4.04、4.56;
2、总有机碳与各粒级有机碳之间都表现出极显著相关(P<0.01),且随着团聚体的粒径增大,相关性系数也逐渐增强。耕作方式对土壤Ap层各粒级有机碳含量造成的差异最为显著,其中,T1、T2、T3、T4、T5大团聚体有机碳较T6分别提高了:4.36g.kg-1、5.66g.kg-1、3.95g.kg-1、4.09g.kg-1、2.53g.kg-1;总有机碳分别提高:2.21g.kg-1、3.62g.kg-1、0.98g.kg-1、1.54g.kg-1、2.13g.kg-1;
3、总有机碳与重组和游离态轻组有机碳呈现极显著相关(P<0.01)。从整个土壤剖面层次来看,T1、T2、T3、T4、T5的重组有机碳含量相比于T6分别提高:4.42g.kg-1、4.88g.kg-1、3.90g.kg-1、2.95g.kg-1、0.96g.kg-1;游离态轻组有机碳含量依次上升:0.54g.kg-1、0.49g.kg-1、0.36g.kg-1、0.52g.kg-1、0.44g.kg-1,且连续四年深翻+秸秆还田处理下重组含碳量提升幅度最大,促进了游离态轻组向重组的转化,有利于有机碳的积累。