茶树铁的分布特征及稻改茶对土壤铁碳耦合关系的影响

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铁既是茶树生长发育必需的微量元素,也是环境敏感元素。有机质是土壤物质的重要组成部分,对农业生产活动、气候和土地利用变化也极为灵敏;土壤中的铁和有机碳在一系列氧化还原过程中进行耦合。本研究以“仙茶故乡”四川省名山县稻改茶的漂洗水稻土及其植被为研究对象,分析土壤各形态铁(全铁、亚铁、游离铁、活性铁、有效铁、络合铁)、各形态碳(总有机碳、胡敏酸碳、富里酸碳、胡敏素碳)的时空变化特征及其相互关系,为川西茶区土壤资源合理利用与管理提供依据。研究结果表明:(1)植物各器官全铁含量总体表现为茎<叶<根,且茶树各器官铁含量明显高于水稻和油菜对应器官的铁含量,对土壤铁有一定的富集作用,但是植物全铁含量仅与有效铁有显著相关性。(2)由稻田改为茶园后,土壤全铁含量并无多大差异,在土壤剖面中也无明显变化规律;亚铁含量在植茶初期先降低,后随着植茶年限的增加有升高的趋势,3、7年生茶园中,在剖面分布上,亚铁含量呈现出从上到下先下降后剧增的规律;游离铁含量在植茶初期略有升高,随着植茶年限的增加,呈下降趋势,在剖面分布上,稻田和1年生茶园在30cm处和6年生茶园在50cm处均有一较大拐点;活性铁、络合铁和有效铁含量在稻田和不同种茶年限茶园土壤中的分布非常相似:植茶初期略有下降,随着植茶年限的增加呈现出升高的趋势,且活性铁、有效铁、络合铁在土壤剖面的分布均表现出表层含量较高,随土层加深含量逐渐降低的特征。(3)土壤总有机碳表现为1年生茶园<稻田<6年生茶园<7年生茶园<3年生茶园,胡敏酸碳表现为7年生茶园<1年生茶园稻田<稻田<6年生茶园<3年生茶园,富里酸碳表现为1年生茶园<稻田<6年生茶园<3年生茶园<7年生茶园,胡敏素碳为1年生茶园<6年生茶园<稻田<7年生茶园<3年生茶园,各形态碳均表现表层含量较高,随着土层深度的增加有降低的趋势。(4)稻田改为茶园及随植茶年限的增加,pH值有降低的趋势。Eh值在土壤剖面依次表现为3年生茶园<稻田<7年生茶园<1年生茶园<6年生茶园。(5)土壤全铁(除6、7年生茶园全铁与部分形态碳呈显著相关)、游离铁与各形态碳无显著相关性;土壤亚铁(除3年生茶园)、活性铁、络合铁、有效铁与各形态碳均呈极显著相关(p<0.01)。然而,由于土地利用类型及历史不同,土壤各形态有机碳对铁的影响不同,对亚铁影响最大的碳,在稻田、6年生茶园中为总有机碳,1、3年生茶园为胡敏酸碳,7年生茶园中均为胡敏素碳;对活性铁影响最大的碳在稻田、3年生茶园中为胡敏酸碳,1、6、7年生茶园中为总有机碳;对络合铁影响最大的碳,在稻田、1、3年生茶园中为总有机碳,6年生茶园中影响最大的碳为胡敏素碳,7年生茶园中影响最大的碳为富里酸碳;对有效铁影响最大的碳,稻田中为胡敏素碳,1、3、6、7年生茶园中为总有机碳。
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