中国农业科学 ›› 2023, Vol. 56 ›› Issue (15): 2929-2940.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.15.008
孙涛1,3(), 冯晓敏2,3, 高新昊1, 邓艾兴3, 郑成岩3, 宋振伟3(), 张卫建3
收稿日期:
2022-08-13
接受日期:
2022-12-06
出版日期:
2023-08-01
发布日期:
2023-08-05
通信作者:
联系方式:
孙涛,E-mail:suntao1007@126.com。
基金资助:
SUN Tao1,3(), FENG XiaoMin2,3, GAO XinHao1, DENG AiXing3, ZHENG ChengYan3, SONG ZhenWei3(), ZHANG WeiJian3
Received:
2022-08-13
Accepted:
2022-12-06
Published:
2023-08-01
Online:
2023-08-05
摘要:
【目的】 阐明东北黑土区禾本科与豆科作物多样化种植模式下土壤团聚体组成及其碳氮分布特征,为促进黑土地用养结合型种植制度优化提供理论依据与技术指导。【方法】 田间试验于2016—2020年在中国农业科学院作物科学研究所公主岭试验站进行,设置玉米大豆间作(M/S)、玉米大豆轮作(M-S)、玉米花生间作(M/P)和玉米花生轮作(M-P)等多样化种植模式,以玉米连作(CM)常规种植模式为对照。2020年作物收获后采集0—20和20—40 cm土层土壤样品,分析多样化种植模式对土壤团聚体及其有机碳、全氮含量的影响。【结果】 多样化种植有利于增加0—20和20—40 cm土层水稳性大团聚体(>0.25 mm)含量,降低黏粉粒(<0.053 mm)含量,4种多样化种植模式的土壤团聚体平均重量直径和平均几何直径均显著高于CM处理(P<0.05)。M/S和M-S处理0—20 cm土层>0.25 mm土壤团聚体比例分别比CM处理高17.6%和13.4%,M/S、M-S和M-P处理20—40 cm土层 >0.25 mm土壤团聚体比例则分别比CM处理高10.4%、8.3%和10.5%。多样化种植增加了土壤大团聚体中有机碳和全氮含量,0—20 cm土层,M/S、M-S、M/P和M-P处理>2 mm土壤团聚体有机碳含量分别比CM处理高20.7%、24.3%、18.8%和17.8%;0—20 cm土层,M-S、M/P和M-P处理>2 mm土壤团聚体全氮含量分别比CM处理高13.0%、16.8%和14.8%。M-S和M/P处理0—20 cm土层>2 mm土壤团聚体有机碳和全氮对土壤总有机碳和全氮贡献率高于CM处理,而M/S和M-S处理<0.053 mm土壤团聚体有机碳和全氮对总有机碳和全氮的贡献率则低于CM处理。【结论】 东北黑土区多样化种植提高了土壤大团聚体含量,降低了黏粉粒含量,增加了土壤团聚体稳定性及有机碳和全氮含量,有利于促进农田土壤碳氮固持。
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表1
不同粒级团聚体有机碳对土壤总有机碳的贡献率"
土层 Soil layer (cm) | 处理 Treatment | 贡献率 Contribution rate (%) | |||
---|---|---|---|---|---|
>2 mm | 0.25-2 mm | 0.053-0.25 mm | <0.053 mm | ||
0-20 | CM | 3.22±0.43b | 52.46±2.78b | 18.33±2.44a | 25.98±4.76a |
M/S | 6.70±0.99b | 67.90±3.28a | 15.57±2.44a | 9.83±1.10b | |
M-S | 13.19±1.43a | 59.68±4.80ab | 18.95±4.36a | 8.19±1.39b | |
M/P | 14.37±2.22a | 57.02±1.61ab | 13.35±2.02a | 15.26±1.69ab | |
M-P | 7.08±0.41b | 60.18±1.05ab | 16.16±2.37a | 16.58±2.30ab | |
20-40 | CM | 2.93±0.37b | 67.46±0.76b | 12.08±0.79a | 17.53±0.55a |
M/S | 8.31±1.79ab | 71.82±2.10ab | 8.19±0.24b | 11.67±1.26a | |
M-S | 11.18±1.79a | 67.27±1.13b | 8.70±1.30ab | 12.86±1.56a | |
M/P | 8.14±1.43ab | 68.31±1.53ab | 7.91±0.66b | 15.64±0.86a | |
M-P | 5.33±0.51ab | 75.08±1.50a | 6.48±0.75b | 13.11±2.49a |
表2
不同粒级团聚体全氮对土壤全氮的贡献率"
土层 Soil layer (cm) | 处理 Treatment | 贡献率 Contribution rate (%) | |||
---|---|---|---|---|---|
>2 mm | 0.25-2 mm | 0.053-0.25 mm | <0.053 mm | ||
0-20 | CM | 3.40±0.47b | 54.35±2.86b | 16.68±2.39a | 25.57±4.43a |
M/S | 5.55±0.46b | 70.80±2.20a | 14.13±1.59a | 9.51±1.19b | |
M-S | 12.59±1.20a | 59.45±4.90ab | 19.47±4.16a | 8.49±1.57b | |
M/P | 15.77±1.89a | 54.27±1.28b | 12.69±1.10a | 17.27±1.84ab | |
M-P | 7.09±0.38b | 56.98±1.11b | 18.48±2.36a | 17.45±2.30ab | |
20-40 | CM | 2.57±0.41b | 65.64±1.06c | 14.48±0.54a | 17.32±0.92a |
M/S | 7.36±1.32ab | 72.69±1.72ab | 8.29±0.14b | 11.66±1.14a | |
M-S | 9.69±1.66a | 68.32±1.29bc | 10.09±0.93b | 11.90±1.95a | |
M/P | 7.35±1.10ab | 68.04±1.03bc | 8.61±0.52b | 16.00±1.19a | |
M-P | 4.86±0.40ab | 74.54±0.81a | 7.80±0.90b | 12.79±1.61a |
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