《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報》2017年第33卷第24期刊載了山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所等單位田慎重、王瑜、張玉鳳、邊文范、董亮、羅加法和郭洪海的論文——“旋耕轉(zhuǎn)深松和秸稈還田增加農(nóng)田土壤團聚體碳庫”。該研究由國家自然科學(xué)基金項目(項目號:41701337)等資助。
華北平原是中國典型的小麥-玉米兩熟區(qū),連年的旋耕及秸稈的不當(dāng)管理,帶來了耕層淺薄化、土壤緊實化、養(yǎng)分利用率較低等一系列土壤健康問題,并影響到糧食持續(xù)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。
近年來,深松逐漸在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛采用,將長期旋耕農(nóng)田轉(zhuǎn)變?yōu)樾?深松農(nóng)田,不僅能構(gòu)建合理的耕層結(jié)構(gòu),降低土壤亞表層容重,而且能提高作物產(chǎn)量、促進作物的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。該研究對轉(zhuǎn)變耕作方式和秸稈還田對土壤團聚體碳庫的影響展開了研究。
土壤團聚體是土壤結(jié)構(gòu)的基本單元,也是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)。土壤有機碳作為土壤團聚體形成的重要膠結(jié)物質(zhì),對土壤團聚體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定有顯著影響,團聚體的團聚作用被認(rèn)為是土壤有機碳固定的核心機制。
土壤耕作和秸稈還田是驅(qū)動團聚體更新周轉(zhuǎn)的主要外部因素,不同的耕作方式、頻率及秸稈還田可顯著影響土壤團聚體數(shù)量、穩(wěn)定性等團聚體特征,從而對土壤團聚狀況及有機碳固定速率產(chǎn)生顯著影響。
研究表明,將長期旋耕農(nóng)田轉(zhuǎn)變?yōu)樾?深松農(nóng)田,顯著影響到0~50cm土層的團聚體分布及其碳含量。
旋耕-深松配合秸稈還田(RTS-STS)模式能顯著提高表層土壤較大粒級團聚體的比例,以及土壤團聚體穩(wěn)定性,也提高了0~20cm土層團聚體碳含量和對有機碳的貢獻率;但在20~50cm土層,RTS-STS處理的團聚體碳含量對有機碳的貢獻率,較0~20cm土層和旋耕秸稈還田RTS處理顯著降低。
耕作、秸稈及其交互作用是影響不同土層中各處理在不同粒級團聚體分布比例及碳含量差異的主要因素。相關(guān)性分析表明,土壤有機碳含量與團聚體穩(wěn)定性及其自身碳含量之間,存在顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系。
研究結(jié)果表明,旋耕-深松配合秸稈還田模式促進了0~20cm土壤團聚體的形成和穩(wěn)定,提高了土壤團聚體碳庫和對有機碳的貢獻,對提升土壤有機碳水平具有積極意義。