中国农业科学 ›› 2023, Vol. 56 ›› Issue (12): 2329-2340.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.12.008
周明星1(), 代子俊1, 樊军1,2(
), 付威1, 郝明德1,2
收稿日期:
2022-05-05
接受日期:
2022-08-09
出版日期:
2023-06-16
发布日期:
2023-06-27
通信作者:
樊军,E-mail:fanjun@ms.iswc.ac.cn
联系方式:
周明星,E-mail:zmx19980407@163.com。
基金资助:
ZHOU MingXing1(), DAI ZiJun1, FAN Jun1,2(
), FU Wei1, HAO MingDe1,2
Received:
2022-05-05
Accepted:
2022-08-09
Published:
2023-06-16
Online:
2023-06-27
摘要:
【目的】阐明长期免耕及覆盖措施对渭北旱塬农田土壤团聚体结构和有机碳含量的影响,探索改善区域土壤的适宜耕作措施。【方法】在连续16年的黑垆土田间定位试验中选择传统耕作(CT)、免耕无覆盖(NT)、免耕+秸秆覆盖(NS)、免耕+地膜覆盖(NP)、免耕+秸秆覆盖+地膜覆盖(NSP)等共5种田间管理措施,于2019年10月春玉米收获期采集0—40 cm土层土样,测定容重、团聚体粒级分布及有机碳含量。【结果】(1)免耕及覆盖措施(NT、NP、NS和NSP)影响了黑垆土容重和团聚体粒级分布。免耕及覆盖措施均提高了耕层(0—20 cm)土壤容重,其中0—10 cm土层容重提高7.1%—17.8%,犁底层容重和孔隙度变化与耕层相反。耕层大团聚体比例显著提高、微团聚体比例显著降低,促进耕层微团聚体向大团聚体的转化。各粒级团聚体重量百分比在耕层(0—20 cm)分布为:较大团聚体(0.25—2 mm)>大团聚体(>2 mm)>微团聚体(0.053—0.25 mm)>粉黏粒组分(<0.053 mm),在犁底层(20—40 cm)为较大团聚体和粉黏粒组分显著高于大团聚体和微团聚体。(2)免耕及覆盖措施下有机碳含量随团聚体粒级增大而增加。在0—40 cm土层,NT处理各粒级团聚体有机碳含量均显著低于CT处理,而NS、NSP处理均显著高于CT处理。(3)耕层总有机碳累积以>0.25 mm团聚体有机碳为主,犁底层以粉黏粒组分和较大团聚体有机碳为主。【结论】长期免耕及覆盖措施促进耕层微团聚体向大团聚体转化。与传统耕作相比,免耕和地膜覆盖均降低了耕层各粒级团聚体有机碳含量。而免耕覆盖(NS、NP和NSP)比免耕无覆盖(NT)均增加了各粒级团聚体有机碳含量。免耕结合秸秆覆盖(NS)显著改善土壤容重且对各粒级团聚体有机碳含量提升幅度最大,是最佳处理。
周明星, 代子俊, 樊军, 付威, 郝明德. 免耕结合覆盖措施对渭北旱塬黑垆土结构与团聚体有机碳含量的影响[J]. 中国农业科学, 2023, 56(12): 2329-2340.
ZHOU MingXing, DAI ZiJun, FAN Jun, FU Wei, HAO MingDe. Effect of No-Tillage Combined with Mulching on the Structure and Organic Carbon Content of Aggregates in Heilu Soil of the Weibei Dry Plateau[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2023, 56(12): 2329-2340.
表1
试验处理详情"
代码 Code | 处理 Treatment | 耕作管理 Tillage management |
---|---|---|
CT | 传统耕作 Conventional tillage | 仅在春玉米播种前翻耕一次,无覆盖 One plough before spring maize, no mulching on soil |
NT | 连年免耕 No tillage | 试验期连年免耕,无覆盖 No-tillage and no mulching have been taken all the years |
NS | NT+秸秆覆盖 NT + straw mulching | 在NT的基础上,每季作物收获后,秸秆(约7 000 kg·hm-2)粉碎成条状,均匀覆盖小区,播种时收拢放置于行间 Based on NT, all the harvested straw (7 000 kg·hm-2) was crushed into strips and covered on each plot. Before maize seeding, all the straw was piled up in inter-rows |
NP | NT+地膜覆盖 NT + plastic film mulching | 在NT的基础上,垄上覆膜,行间不覆膜,膜上打孔种植 Based on NT, only the ridges covered with plastic films, leave inter-rows clear |
NSP | NT+秸秆覆盖+地膜覆盖 NT + straw mulching + plastic film mulching | 在NT基础上,秸秆覆盖同NS,地膜覆盖同NP Based on NT, straw mulching was the same as NS, and plastic film mulching was the same as NP |
表2
不同耕作覆盖措施下0—40 cm土层的容重"
处理 Treatment | 容重 Soil bulk density (g·cm-3) | |||
---|---|---|---|---|
0-10 cm | 10-20 cm | 20-30 cm | 30-40 cm | |
CT | 1.12±0.09cC | 1.36±0.03aB | 1.55±0.07aA | 1.57±0.08aA |
NT | 1.28±0.07aB | 1.36±0.05aAB | 1.39±0.09bA | 1.40±0.05cA |
NP | 1.32±0.05aB | 1.40±0.06aA | 1.45±0.07bA | 1.15±0.04bcA |
NS | 1.20±0.05bC | 1.40±0.05aB | 1.45±0.06bAB | 1.50±0.08abA |
NSP | 1.25±0.03abC | 1.40±0.06aB | 1.39±0.03bB | 1.55±0.06aA |
表3
不同耕作覆盖措施下0—40 cm土层总有机碳含量分布"
处理 Treatment | 总有机碳含量 Total organic carbon content (g·kg-1) | |||
---|---|---|---|---|
0-10 cm | 10-20 cm | 20-30 cm | 30-40 cm | |
CT | 16.30±0.69c | 11.21±0.65c | 9.33±0.44c | 8.54±0.32b |
NT | 13.53±0.56e | 10.00±0.66bc | 9.26±0.56c | 8.29±0.42b |
NP | 14.91±0.89d | 11.18±0.45bc | 10.41±043b | 8.96±0.44ab |
NS | 20.35±1.53a | 13.47±0.35a | 10.93±0.35ab | 10.20±0.56a |
NSP | 18.08±0.89b | 12.57±0.25ab | 9.33±0.44c | 9.40±0.42ab |
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