深松结合秸秆还田对黑土孔隙结构的影响

摘要：

[目的]东北黑土实施深松结合秸秆还田对土壤孔隙结构影响的研究缺乏明确性结论,为此开展本研究,旨在研究深松结合秸秆还田对黑土结构的影响机制,为合理耕层创建提供科学依据.[方法]利用在东北典型黑土区——黑龙江省绥化市青冈县开展的5年田间定位试验为平台,设置农民常规耕作(FP)、单独深松25 cm(T2)、深松25 cm结合秸秆还田(T3)和深松35 cm结合秸秆还田(T4)等处理,采用CT扫描技术开展土壤孔隙结构可视化和定量化研究,并结合田间持水量和容重等指标,探究深松结合秸秆还田对黑土孔隙结构的影响.[结果]通过土壤孔隙二维和三维图像可以清晰看出,各处理0-20 cm 土层孔隙分布均明显少于20-40 cm 土层,深松结合秸秆还田(T3、T4)的孔隙分布明显多于FP,增加了结构更为复杂的大孔隙.定量化分析表明,相较于FP,单独深松25 cm(T2)显著提高20-30 cm 土层总孔隙度103.0％(P＜0.05),主要通过显著提高小孔隙(孔隙直径d≤0.50 mm)孔隙度91.3％和中孔隙(0.50 mm＜d≤1.00 mm)孔隙度143.5％来实现(P＜0.05);而深松结合秸秆还田(T3、T4)则可显著提高0-30 cm 土层总孔隙度109.8％-382.7％(P＜0.05),主要通过显著提高大孔隙(d＞1.00 mm)孔隙度221.5％-661.7％和中孔隙孔隙度105.4％-544.9％来实现(P＜0.05).T3、T4还显著提高了 0-30 cm 土层孔隙的分形维数9.9％-17.7％(P＜0.05),降低了欧拉数32.4％-66.4％(P＜0.05),显著提高田间持水量24.2％-40.6％(P＜0.05).进一步分析得出不同孔径孔隙度、总孔隙度与田间持水量、分形维数呈极显著正相关,与欧拉数呈极显著负相关(P＜0.01).[结论]深松结合秸秆还田能够提高黑土大中孔隙的孔隙度、改善孔隙结构和连通性、增加田间持水量,尤以深松35 cm结合秸秆还田的效果最为显著,可作为东北黑土合理耕层构建的推荐措施.

关键词：东北黑土、深松结合秸秆还田、CT扫描技术、土壤孔隙结构

所属期刊栏目：56

分类号：S152.5;S224.29;S566.1

资助基金：国家自然科学基金;中国农业科学院科技创新工程项目;现代农业产业技术体系北京市创新团队

在线出版日期：2023-03-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：892-906