【摘 要】
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随着全球气温不断升高,土壤碳循环备受关注,农田土壤固碳能力如何提升一直是研究的热点。晋中地区常年连作春玉米,对土壤肥力造成不利影响。为阐明不同轮作模式下其土壤固碳效果及其机制,于2020-2021年度在山西晋中进行了田间试验,设置RSM(小播量油菜-玉米轮作)、RMM(中播量油菜-玉米轮作)、RLM(大播量油菜-玉米轮作)、RSW(小播量油菜-小麦轮作)、RMW(中播量油菜-小麦轮作)、RLW(大
【基金项目】
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中央引导地方科技发展资金项目(YDZJSX2021A032); 北方一熟区耕地培肥与合理农作制(201503120);
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随着全球气温不断升高,土壤碳循环备受关注,农田土壤固碳能力如何提升一直是研究的热点。晋中地区常年连作春玉米,对土壤肥力造成不利影响。为阐明不同轮作模式下其土壤固碳效果及其机制,于2020-2021年度在山西晋中进行了田间试验,设置RSM(小播量油菜-玉米轮作)、RMM(中播量油菜-玉米轮作)、RLM(大播量油菜-玉米轮作)、RSW(小播量油菜-小麦轮作)、RMW(中播量油菜-小麦轮作)、RLW(大播量油菜-小麦轮作),分别以MM(玉米连作)及MW(玉米-小麦轮作)为对照,共计8个处理。本试验测定了后作作物产量、土壤基本物理性状、团聚体的分布及其稳定性、土壤酶活性、土壤总有机碳等指标。结果表明:(1)与连作相比,不同轮作模式下后作作物产量无明显差异,土壤容重降低、土壤孔隙度和田间持水量增加,同时增加了土壤中大团聚体数量及团聚体稳定性,对该区土壤结构有所改善。各轮作模式中以小播量油菜参与的轮作模式整体表现最好,对比玉米连作处理,在0-20 cm土层中土壤孔隙度、毛管孔隙度、田间持水量、MWD和GMD值分别增加了8.21%~19.37%、8.99%~10.37%、15.87%~21.22%、19.36%~32.89%、和21.62%~24.32%,在20-40 cm土层中分别增加了9.38%~20.75%、3.17%~6.49%、12.62%~13.54%、8.44%~21.56%和13.87%~27.01%,最有利于研究区土壤结构的改善。(2)与连作相比,轮作处理下土壤总有机碳、土壤易氧化有机碳、土壤蔗糖酶和土壤脲酶活性均有所增加,有机碳储量与贡献度均以大团聚体内更高,而>3 mm粒级团聚体对有机碳贡献度和有机碳储量也以轮作模式下更高。在各处理中,土壤总有机碳、土壤易氧化有机碳、酶活性和有机碳储量都集中于0-20 cm土层中,其中同样以小播量油菜参与的轮作模式效果最好。因此,小播量油菜-玉米轮作和小播量油菜-小麦轮作模式更利于提高研究区内土壤养分有效性和土壤有机碳的固存。(3)相关分析结果表明,土壤有机碳与土壤物理性状、土壤团聚体稳定性和土壤酶活性密切相关,土壤物理性状也与土壤酶活性间也表现出一定的相关性。综合比较分析后,在8种处理中,小播量油菜-小麦和小播量油菜-玉米轮作模式更有利于研究区土壤结构改良及土壤有机碳的储存和固定,但鉴于本试验年限较短,仍需进一步的实验进行验证。
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