紫云英和油菜还田对土壤团聚体和有机碳固存的影响

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laohu_you
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紫云英(Astragalus sinicus)和油菜(Brassica campestris)作为我国南方常见的绿肥,其还田后可以改善土壤质量、增加土壤肥力。化肥的长期不合理施用是我国耕地土壤质量下降的重要原因,绿肥还田与化肥配施是缓解这一问题的有效措施。土壤团聚体稳定性是土壤质量的重要指标,土壤有机碳是保持团聚体稳定重要的胶结物。本研究依托湖北荆州水稻-绿肥轮作长期定位试验站,以水稻季和绿肥季的水稻土壤为研究对象,选取其中的对照(CK)、单施化肥(F)、紫云英还田(MV)、紫云英还田配施化肥(MVF)、油菜还田配施化肥(RPF)5种处理。通过团聚体湿筛和物理分组相结合的方法,探究在配施化肥下两种绿肥长期还田对土壤团聚体稳定性以及有机碳固存的影响,为南方稻田绿肥还田和培肥土壤提供理论依据。本研究主要结果如下:配施化肥下紫云英和油菜还田后降低土壤p H,增加了绿肥季土壤中全氮和碱解氮的含量,增幅分别为6.83%-15.0%和14.53%-29.44%;配施化肥下油菜还田后增加了速效钾含量,增加幅度为0.96%-10.63%,而紫云英还田配施化肥降低速效钾的含量,降幅为6.13%-7.39%。在团聚体中>5mm和2-0.25mm粒级相对含量对团聚体稳定性影响最显著;配施化肥下紫云英还田提高了两季土壤中>0.25mm团聚体相对含量,并增加了平均重量直径、大团聚体稳定率,增幅分别为20.14%-21.88%和7.23%-9.60%;油菜还田后尽管减少两季土壤中>0.25mm团聚体相对含量(1.53%-1.72%),降低了大团聚体的稳定率(1.66%-1.70%),但对绿肥季平均重量直径有增加效果,增幅为13.07%。配施化肥下紫云英和油菜还田均增加了原土及团聚体中有机碳含量。增加幅度为13.30%-22.22%;在水稻季,配施化肥下紫云英还田后各个粒级团聚体有机碳含量增幅为13.06%-20.64%,均高于油菜还田后的增幅4.85%-12.86%,而在绿肥季,各个粒级油菜还田后有机碳含量的增幅(9.0%-32.75%)均高于紫云英还田后有机碳含量的增幅(3.29%-19.57%)。团聚体密度组分中有机碳含量最高的是轻组(LFOC:111-459g/kg),其次是粗颗粒有机碳(CPOC:80.0-150 g/kg),细颗粒有机碳(FPOC:34.5-58.4g/kg)和矿物结合态有机碳(m SOC:7.5-12.5g/kg)。配施化肥下紫云英和油菜还田均增加了土壤中LFOC和CPOC组分的含量,紫云英还田后两种组分增幅为1.15-2.14倍,油菜还田后两种组分增幅为1.03-1.87倍;而在m SOC中,配施化肥下紫云英还田对微团聚体中该组分增幅较大,增加幅度为1.15-1.27倍;油菜对大团聚体中该组分增幅较大,增加幅度为1.26-1.28倍,两种绿肥均促进了有机碳库的积累。在团聚体中,配施化肥下紫云英还田增加>0.25mm团聚体稳定性有机官能团(芳香族C=C和脂肪族-CH)相对峰面积,相应增加了大团聚体有机碳的稳定性,且随着粒级越小增加幅度越小;而油菜还田后对于>0.25mm和<0.053mm两种粒级均表现为:有机质抗分解指数在水稻季增加,绿肥季降低,受季节影响明显。在密度组分中,紫云英还田后,CPOC的芳香族C=C和脂肪族-CH增加,多糖C-O相对峰面积降低,m SOC变化则相反;而油菜还田后受季节影响明显,水稻季中降低CPOC、m SOC中芳香族C=C和脂肪族-CH的相对峰面积,增加其中多糖C-O相对峰面积,绿肥季则相反。表明紫云英还田相对于油菜还田对于两季土壤团聚体稳定以及有机碳的固存均有较好的效果,紫云英还田更适合作为提升土壤质量的有效手段。
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