長(zhǎng)期不同種植模式下東北黑土理化性狀和有機(jī)碳穩(wěn)定性的差異研究.pdf

1、我國(guó)東北黑土區(qū)總面積約1100萬公頃，其中耕地面積約為815萬公頃，占東北地區(qū)總耕地面積的32.5％，糧食產(chǎn)量占東北地區(qū)糧食總產(chǎn)量的44.4％。黑土帶是東北玉米帶的核心，玉米產(chǎn)量和出口量分別占全國(guó)的1/3和1/2。但是，黑土長(zhǎng)期開墾后，土壤有機(jī)質(zhì)下降和土壤侵蝕現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，耕層變薄，土壤肥力下降等問題突出。因此，比較分析長(zhǎng)期不同種植模式對(duì)黑土農(nóng)田土壤理化性狀及有機(jī)碳數(shù)量和質(zhì)量的影響，對(duì)優(yōu)化黑土區(qū)現(xiàn)有種植制度和實(shí)現(xiàn)黑土農(nóng)田的可持續(xù)利用意義

2、重大。
　　 本試驗(yàn)借助始于1990年的吉林省農(nóng)科院黑土肥力長(zhǎng)期定位試驗(yàn)地，采集長(zhǎng)期休耕、玉米連作、玉米-玉米-大豆輪作和大豆連作四種種植模式下的耕層和剖面土壤樣品，研究了不同種植模式對(duì)土壤容重、團(tuán)聚體特征的影響；闡明了不同種植模式下土壤pH和養(yǎng)分狀況的差異；并采用土壤有機(jī)碳化學(xué)分組方法，揭示了不同種植模式下耕層土壤有機(jī)碳質(zhì)量的差異，進(jìn)而探討了長(zhǎng)期不同種植模式下東北黑土的理化性狀和有機(jī)碳穩(wěn)定性的變化，并闡明了不同種植模式下，東北

3、黑土耕層土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性、土壤有機(jī)碳的質(zhì)量以及剖面土壤養(yǎng)分含量的變化特征。主要結(jié)論如下：
　　 東北黑土長(zhǎng)期休耕處理的耕層土壤團(tuán)聚體平均重量直徑(MWD)和幾何平均直徑(GMD)顯著高于玉米連作、輪作、大豆連作處理。長(zhǎng)期持續(xù)耕作提高了耕層土壤容重，顯著降低了水穩(wěn)定性大團(tuán)聚體(>2mm和2～0.25 mm)的比例，從而降低了土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性和土壤的抗侵蝕能力。與玉米連作和大豆連作處理相比，輪作顯著提高了土壤團(tuán)聚體的GMD值，并

4、且土壤團(tuán)聚體的MWD值有上升的趨勢(shì)，表明輪作有改善土壤結(jié)構(gòu)和提高土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的作用。
　　 與長(zhǎng)期休耕相比，黑土農(nóng)田土壤在持續(xù)耕作18年后，由于有機(jī)肥與化肥的配合施入，長(zhǎng)期玉米連作、玉米-玉米-大豆輪作處理耕層土壤中有機(jī)碳、總氮及堿解氮的濃度顯著增加。與休耕處理相比，長(zhǎng)期的耕作顯著提高了種植作物各處理耕層土壤中速效磷的含量，而加重了耕層及亞耕層土壤中速效鉀的流失，造成了土壤養(yǎng)分的偏耗。長(zhǎng)期大豆連作導(dǎo)致耕層土壤pH值顯著下降，

5、并且玉米-玉米-大豆輪作處理pH也有下降的趨勢(shì)。
　　 長(zhǎng)期玉米連作、玉米-玉米-大豆輪作和大豆連作處理耕層土壤的微團(tuán)聚體(0.25～0.053mm)和粘粉粒有機(jī)碳(<0.053mm)占土壤總有機(jī)碳的比重顯著高于長(zhǎng)期休耕處理。土壤有機(jī)碳向微團(tuán)聚體和粘粉粒中聚集，并受到微團(tuán)聚體和粘粉粒的物理和化學(xué)保護(hù)而更加穩(wěn)定。玉米-玉米-大豆輪作和大豆連作處理的土壤微生物活性顯著低于玉米連作和休耕處理。玉米-玉米-大豆輪作處理耕層土壤的化學(xué)活性