黑土旱地改稻田土壤团聚体及其组分有机碳(氮)的变化特征

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:dancingkingb
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土壤团聚体是土壤有机碳(氮)赋存的重要载体,土壤有机碳(氮)被团聚体的保护作用对维持和提高土壤有机碳(氮)水平具有重要意义。东北黑土有机质含量丰富,种植水稻是黑土重要的利用方式;然而关于黑土旱地改稻田土壤团聚体及其组分有机碳(氮)的演变规律如何?目前尚不清楚。因此,本文以东北典型黑土旱地土壤(种植大豆年限大于60年)和改种不同年限的稻田土壤(3、5、10、17、20和25年,改稻田前种植作物均为大豆)为研究对象,利用土壤团聚体湿筛分离技术提取不同粒级团聚体及其组分,采用稳定同位素分析技术测定有机碳(氮)含量及其δ13C(δ15N),研究旱地改稻田025年间土壤团聚体及其组分有机碳(氮)的变化特征,从土壤团聚体组分的微小尺度,探讨黑土旱地改稻田土壤有机碳(氮)的固定机制。主要结论如下:(1)在0-60 cm土层,旱地改稻田土壤以2-0.053 mm团聚体(51.83%73.32%)为主,土壤团聚体稳定性无显著变化。与对照土壤相比,各年限稻田土壤中2-0.25 mm团聚体组成有所减少,0.25-0.053 mm和<0.053 mm团聚体组成有所增加,>2 mm团聚体组成的变化无明显规律。(2)在0-60 cm土层,旱地改稻田土壤有机碳(氮)随种稻年限延长呈增加趋势,且有机碳(氮)主要赋存在2-0.053 mm团聚体中。土壤中各粒级团聚体的δ13C、δ15N受水稻种植年限和土层深度的显著影响,其数值均随团聚体粒级减少而增加,相同年限各粒级团聚体δ13C随着土层加深而增大,δ15N无明显变化规律。(3)在0-20 cm土层,稻田土壤中粉黏粒赋存有机碳(氮)的能力较强。稻田土壤大团聚体(>0.25 mm)和游离微团聚体(0.25-0.053 mm)内粉黏粒有机碳(氮)比例均大于颗粒(>0.053 mm)有机碳(氮)比例。土壤团聚体中总粉黏粒有机碳(氮)比例达56.66%70.39%(59.96%76.25%)。(4)在0-20 cm土层,闭蓄态微团聚体和游离态微团聚内粉黏粒有机碳(氮)比例分别为8.8722.27%(9.1624.18%)、10.74%22.86%(11.13%21.44%),是稻田土壤有机碳(氮)固定的关键组分。土壤团聚体中粗颗粒(>0.25 mm)和细颗粒(0.25-0.053mm)有机碳(氮)含量更易变化,其比例随种稻年限延长而增加,是稻田土壤有机碳(氮)含量增加的关键组分。综上,东北黑土旱地(种植大豆)改稻田25年间,土壤团聚体稳定性未发生显著变化,大团聚体内粗颗粒有机质和微团聚体内细颗粒有机质的增加是旱地改稻田后土壤有机碳(氮)含量增加的重要原因,而有机碳(氮)被微团聚体的物理保护(细颗粒有机质)和物理化学保护(粉黏粒复合有机质)是旱地改稻田后土壤有机碳(氮)固存的重要机制。
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