长期免耕和深松提高了土壤团聚体颗粒态有机碳及全氮含量

摘要：

[目的]耕作措施对土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)具有重要影响.本研究利用团聚体和密度联合分级方法,旨在揭示长期耕作对表层土壤团聚体内密度颗粒组分SOC及TN的影响,为深入理解黄土高原农田土壤碳氮提升机理提供依据.[方法]长期试验位于黄土高原东部边缘地区,开始于1999年,共设4个处理:少耕无覆盖(RT)、免耕覆盖(NT)、深松覆盖(SM)和传统翻耕(CT).于2013年7月采集0—10 cm土层样品,首先通过干筛法筛分>2、1—2、0.25—1和<0.25 mm粒级团聚体,之后利用颗粒密度分组,将团聚体有机质分为轻组有机质(LF)、粗颗粒有机质(cPOM)、细颗粒有机质(fPOM)和矿质结合有机质(m-SOM).[结果](1)15年保护性耕作(包括NT和SM处理)显著提高了0—10 cm土层的SOC和TN含量,与CT相比,NT和SM处理的SOC含量分别提高了22.9％和21.8％,TN含量分别提高了35.2％和42.3％.不进行秸秆覆盖的少耕处理(RT)对SOC和TN无显著影响.(2)不同耕作措施改变了团聚体质量组成及其内部SOC和TN含量.NT和SM处理显著提高了1—2 mm和0.25—1 mm粒级的干筛大团聚体含量,相对地,降低了>2 mm和<0.25 mm粒级团聚体的含量.NT和SM处理不同程度提高了团聚体的SOC和TN含量,与CT相比,团聚体SOC平均提高了8.5％和9.5％,尤其对>1 mm粒级团聚体SOC含量提高幅度最大;团聚体TN平均提高了12.2％和24.1％,尤其对<0.25 mm微团聚体TN含量提高幅度最大.(3)fPOM和m-SOM组分对团聚体SOC和TN的贡献最大,对SOC的贡献率分别为27.3％—45.1％和25.0％—52.6％;对TN的贡献率分别为23.5％—34.7％和42.2％—64.3％.不同有机质组分对耕作的响应不同,cPOM和fPOM组分最为敏感.与CT相比,NT和SM处理显著提高了土壤所有粒级团聚体的cPOM和fPOM的SOC和TN含量,尤其对>2 mm团聚体cPOM和<2 mm团聚体fPOM的SOC和TN含量提升幅度最大.[结论]长期免耕和深松提高了团聚体中有机碳及全氮含量,尤其提高了团聚体中颗粒有机质的碳氮含量,有利于土壤碳氮的长效累积,是黄土高原坡耕地区值得推荐的耕作管理方式.

关键词：保护性耕作、长期耕作、团聚体、有机碳、氮、密度分组

资助基金：国家重点研发计划;中央级公益性科研院所基本科研业务费专项;河北地质大学博士科研启动基金;国家科技支撑计划

在线出版日期：2021-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：334-344