2. 河南科技学院博士后研发基地, 河南新乡 453003;
3. 河南省生物药肥研发与协同应用工程研究中心, 河南新乡 453003;
4. 河南科技学院园艺与园林学院, 河南新乡 453003
土壤团聚体和有机碳是进行土壤肥力评估和开展土壤质量评价的两大关键指标[1]。土壤团聚体作为土壤结构的基本单元,其粒径分布可以表征土壤物理结构稳定性,与土壤抗侵蚀性和保肥供肥性联系紧密[2]。土壤有机碳是形成土壤团粒结构的主要胶结物质,有助于土壤微团聚体形成大团聚体。土壤团聚体作为土壤有机碳的主要储存场所,能够保护有机碳免受微生物矿化分解,维持相对稳定的土壤有机碳储量[3]。然而,由于现代集约化农业生产过度依赖化学肥料而忽视有机物料的投入,导致农田土壤碳素过度释放问题凸显。相关研究已经证实我国大部分农田有机碳含量出现负平衡现象[4]。此外,土壤有机碳在不同粒径团聚体中的分布也不均匀,超过70% 的有机碳存在于微团聚体内,并且不同粒径团聚体对有机碳的固持能力也存在一定差异,并随土壤质地、土壤类型、耕作制度和施肥水平发生相应改变[5]。因此,开展有关土壤团聚体及结合有机碳研究对农田土壤碳库稳定和固碳机制研究具有重要意义。
合理进行外源有机物料添加是进行土壤肥力提升和改良的重要措施,有利于土壤团聚体的形成并影响土壤有机碳在不同粒径团聚体中的积累与分配[6]。近年来,受养殖企业集约规模化迅猛发展影响,粪污排放量急剧增加,仅2021年中国畜禽粪污产生量约30.5亿t[7]。将畜禽粪污作为原材料利用沼气工程进行厌氧发酵是目前养殖业进行粪污消纳的主要处理方式。其中产生的液体残余物——沼液不仅富含植物生长所需的多种营养元素,还包含一定数量的水溶性有机碳和生物活性物质,常作为一种优质的液体有机肥在农业生产中得到广泛利用[8]。相关研究已经证实进行农田沼液施用能够显著提高土壤有机质含量,促进土壤微生物活动和酶活性,提高团聚体稳定性及结合有机碳含量[9]。然而目前沼液还田技术依然不够成熟,存在盲目施用、过量施用等问题,极易加快土壤有机碳矿化分解过程,降低土壤有机碳积累潜力,增加土壤污染风险[10]。此外,开展秸秆还田是一种低耗能可持续的保护性耕作措施,既可充分利用秸秆资源,减轻焚烧秸秆对生态环境造成的负面影响,又能增加土壤有机物料投入量,促进土壤团聚体的形成和有机碳积累[11-13]。虽然秸秆还田具有诸多优点,但是由于普遍采用秸秆全量还田措施,随着秸秆还田年限的增加容易造成土壤碳氮比失衡和还田秸秆分解腐熟效果差等问题,不仅限制了土壤肥力提升和土壤有机碳积累潜力,还降低了农民秸秆还田积极性。然而目前多数研究关注单一进行沼液施用或秸秆还田对土壤团聚体和有机碳含量的影响,鲜有将两者配合施用的相关报道,且已开展的试验多为室内培养或短期研究,缺乏长期定位大田试验数据支撑。因此,有必要开展秸秆还田结合沼液灌施对土壤团聚体及结合有机碳影响的中长期定位研究,为促进区域农业废弃物资源化利用进程提供数据参考。
黄淮海平原是我国重要的粮食生产基地和生猪养殖基地,具有丰富的秸秆和沼液资源。秸秆还田已在当地得到广泛应用,将沼液就近还田是区域内生猪养殖企业普遍采取的沼液消纳措施之一。砂姜黑土是黄淮海平原主要的耕作土壤类型,具有土质黏重、土层紧实、通气性差、有机质含量低、耕性不良等特征,改良潜力巨大[10]。本研究以黄淮海平原种养结合农牧循环示范基地为平台,探究秸秆还田配施沼液对砂姜黑土团聚体特征变化的影响,分析土壤团聚体结合有机碳积累与分布规律,以期增强对农业土壤碳固持途径及机制的理解。
1 材料与方法 1.1 研究区概况试验地位于河南省周口市商水县张明乡曹庄种养结合农牧循环示范基地(114°28′E,33°63′N)。该地区属暖温带大陆性季风气候,年均日照时数2 094.9 h,无霜期223 d,历年平均气温14.50℃,多年平均降水量785.10 mm,70% 以上的降雨集中在6—9月。试验区域地势平坦,排水良好,长期进行冬小麦和夏玉米轮作。土壤属于典型砂姜黑土,表层土壤(0 ~ 10 cm)pH为6.50,有机碳、全氮、有效磷、速效钾含量分别为23.05 g/kg,1.68 g/kg,20.60 mg/kg和245.26 mg/kg。根据国际制土壤颗粒分析方法,土壤砂粒(> 0.02 mm)、粉粒(0.02 ~ 0.002 mm) 和黏粒(< 0.002 mm) 质量占比分别为41.08%、26.20% 和32.72%。
1.2 试验设计本试验于2016年10月开始,采用完全随机设计,共设置5个处理,分别为:①对照(CK),不进行秸秆还田和沼液灌施;②单一秸秆全量还田(SW);③秸秆全量还田配施低量沼液(SW+LBS);④秸秆全量还田配施中量沼液(SW+MBS);⑤秸秆全量还田配施高量沼液(SW+HBS)。每个处理设置4个重复,每个重复一个小区,小区面积为300 m2 (50 m×6 m)。各小区用土埂隔开,防止水肥互串。供试沼液来源为牧原食品有限公司商水八场以猪粪为主要原料的沼气工程厌氧发酵液体残余物。沼液pH 7.20 ~ 7.60,总氮、总磷和总钾含量分别为1 180.00 ~ 2 300.00、350.00 ~ 580.00、325.00 ~ 450.00 mg/L,有机碳含量为1.25 ~ 1.49 g/L。各处理小麦和玉米生长季氮、磷和钾投入量与当地农户平均化肥施用量保持一致,氮磷钾肥分别选择市售普通尿素(含N 460 g/kg)、重过磷酸钙(含P2O5 460 g/kg)和氯化钾(含K2O 600 g/kg)。氮肥按6∶4的基追比进行施用,磷、钾肥作基肥一次性撒施,各处理具体施肥量见表 1。夏玉米秸秆粉碎后利用旋耕机将秸秆与土壤进行充分混合,旋耕深度为15 cm。冬小麦秸秆全部粉碎后覆盖于地表,直接播种夏玉米。试验区域其他农田管理方式与当地大田种植保持一致,按一般高产田进行管理。
灌施沼液各处理利用前期铺设好的沼液输送管网和加压装置,使用配套的5 mm孔径的微喷软管,根据天气情况分次进行喷施。60% 的沼液在冬小麦播种前20 d内分2 ~ 3次进行喷施,其余40% 的沼液在每年12月中上旬采用相同方式施用。在夏玉米播种前7 d将40% 的沼液一次性进行喷施,其余60% 在出苗后至大喇叭口期分2 ~ 3次进行施用。为了保证作物生长全过程各处理灌水量一致,根据配施高量沼液处理的液体体积,在相同时间对其余处理进行清水补灌。
1.3 样品采集与测定土壤样品采集与测定在2021年10月夏玉米收获后进行。利用五点混合取样法分别采集各试验小区0 ~ 20 cm和20 ~ 40 cm土层原状土样各1 kg,装入硬质塑料盒中。运输过程中尽量防止挤压和碰撞,带回实验室后去除肉眼可见的砾石、植物残体、根系和土壤动物,过10 mm筛,自然风干备用。风干土壤分别采用干、湿筛法进行 > 2 mm、0.25 ~ 2 mm粒径大团聚体,0.053 ~ 0.25 mm粒径微团聚体以及 < 0.053 mm粒径黏粉粒的分级,具体操作方法详见唐蛟等[14]报道。烘干后的水稳性团聚体采用重铬酸钾外加热法进行团聚体结合有机碳的测定[15]。
1.4 数据处理与统计分析利用平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、团聚体破碎率(PAD)和质量分形维数(D)表征水稳性团聚体稳定性[14]。团聚体结合有机碳贡献率计算公式为:团聚体结合有机碳贡献率(%)=[(第i粒径团聚体有机碳含量(g/kg)×该粒径团聚体的质量组成比例(%))/土壤团聚体结合有机碳总量(g/kg)×100。
利用Excel 2016对数据进行整理和计算,使用SPSS 25软件分析数据。采用单因素方差分析(One-way ANOVA)并利用Tukey检验法进行土壤团聚体特征及结合有机碳显著性分析和处理间的比较,显著性水平设置为0.05。通过Origin Pro 2021b软件绘制图表。
2 结果与分析 2.1 秸秆全量还田配施沼液对水稳性团聚体质量组成比例的影响由表 2可知,秸秆还田和沼液灌施显著影响各土层水稳性团聚体质量组成比例,有利于大团聚体形成,降低微团聚体和黏粉粒所占比例。在0 ~ 20 cm土层,除CK处理外,各处理土壤团聚体的优势粒径均为0.25 ~ 2 mm (42.86% ~ 47.41%)和 > 2 mm(27.44% ~ 54.91%)。单一进行秸秆还田处理(SW)较CK处理显著提高0.25 ~ 2 mm和 > 2 mm粒径土壤团聚体质量组成比例,增幅分别为155.99% 和377.22%,显著降低0.053 ~ 0.25 mm和 < 0.053 mm粒径占比,降幅分别为57.80% 和76.67%。与SW处理相比,秸秆还田配施沼液各处理(SW+LBS、SW+MBS和SW+HBS)均提高 > 2 mm粒径水稳性团聚体质量组成比例,其中秸秆还田配施中量沼液处理(SW+MBS)提升效果最为明显,增幅达100.11%。然而秸秆还田不同沼液灌施处理间0.053 ~ 0.25 mm和 < 0.053 mm粒径团聚体质量组成比例差异未达到显著水平。各秸秆还田和沼液灌施处理均显著提高0 ~ 20 cm土层WR0.25数值,其中SW+MBS处理条件下取得最大值,为89.90%。
在20 ~ 40 cm土层,小粒径大团聚体(0.25 ~ 2 mm)在CK处理中所占比例最高,而大粒径大团聚体(> 2 mm)所占比例最低。秸秆还田配施沼液各处理土壤团聚体主要集中在0.25 ~ 2 mm(47.78% ~ 57.96%)和 > 2 mm(18.01% ~ 33.15%)。与CK处理相比,SW处理显著提高 > 2 mm粒径团聚体质量组成比例,增幅达204.09%,但是显著降低0.25 ~ 2 mm粒径团聚体质量组成比例,降幅为18.25%;而该处理对其他粒径水稳性团聚体质量组成比例未产生显著影响。SW+MBS处理较SW处理进一步促进 > 2 mm粒径团聚体的形成,降低 < 0.053 mm粒径团聚体占比。该处理条件下本土层WR0.25数值最高,为82.68%,而其余各处理WR0.25之间无显著差异。
2.2 秸秆全量还田配施沼液对水稳性团聚体稳定性指标的影响秸秆还田配施沼液处理对各土层水稳性团聚体稳定性指标(MWD、GMD、D和PAD)均产生显著影响(图 1)。SW处理较CK处理显著提高了0 ~ 20 cm和20 ~ 40 cm土层团聚体MWD值,增幅分别为256.45%和68.91%(图 1A)。在秸秆还田的基础上配施沼液,MWD值随沼液灌施量的增加表现出先升高后降低的趋势,并在灌施中量沼液处理下(SW+MBS)达到最大值,分别为3.70 mm和2.56 mm。灌施低量(SW+LBS)或高量沼液(SW+HBS)均会不同程度增加各土层MWD值,但在0~20cm土层二者之间无显著差异。各土层水稳性团聚体GMD变化规律与MWD基本一致(图 1B)。秸秆还田和沼液灌施处理均显著增加0 ~ 20 cm土层GMD值,增幅达520.00% ~ 1 293.33%。在20 ~ 40 cm土层,SW+MBS处理条件下GMD值最高,为1.25 mm。除CK和SW+MBS处理外,其余各处理之间GMD值无显著差异。
在0 ~ 20 cm土层,SW处理较CK处理显著降低水稳性团聚体D值,降幅为9.19%。在秸秆还田的基础上配施沼液,D值随沼液施用量的增加表现出波动的趋势(图 1C)。其中SW+MBS处理下D值最小,为2.49;SW+LBS处理下,D值较SW处理显著升高,增幅为2.72%;而SW+HBS处理与SW处理间D值无显著差异。在20 ~ 40 cm土层,各秸秆还田配施沼液处理较CK处理均不同程度降低D值,但仅有SW+MBS处理达到显著水平,降幅为3.82%。各土层团聚体PAD值变化规律与D值变化趋势类似(图 1D)。相较于CK处理,秸秆还田和沼液灌施各处理显著降低0 ~ 20 cm土层PAD值,降幅为68.18% ~ 88.21%。在秸秆还田的基础上配施沼液,PAD值随沼液施用量的增加表现出先降低后升高的趋势,其中SW+MBS处理PAD值最低,仅为8.84%,而配施低量和高量沼液处理PAD值之间无显著差异,分别为19.09% 和22.88%。在20 ~ 40 cm土层,各秸秆还田配施沼液处理PAD值较CK处理均有不同程度降低,SW+MBS处理条件下PAD值最低,为16.08%,但是各配施沼液处理之间PAD值无显著差异。
2.3 秸秆全量还田配施沼液对水稳性团聚体结合有机碳含量的影响由表 3可知,秸秆还田和沼液灌施显著影响各筛分粒径团聚体结合有机碳含量。在0 ~ 20 cm土层,SW处理较CK处理显著促进黏粉粒结合有机碳含量的提高,增幅为69.21%,但对其他粒径无显著影响。在秸秆还田的基础上配施沼液有利于增加0.25 ~ 2 mm和 > 2 mm粒径大团聚体结合有机碳含量,并随沼液灌施量的增加表现出上升的趋势,增幅分别为33.71% ~ 114.04% 和86.98% ~ 142.32%。其中SW+ LBS处理 > 2 mm粒径有机碳含量较SW处理无明显变化,其余各配施处理该粒径有机碳含量显著增加。然而配施不同剂量沼液处理均显著提高0.25 ~ 2 mm粒径团聚体结合有机碳含量。对于0.053 ~ 0.25 mm粒径微团聚体,SW+HBS处理下该粒径团聚体结合有机碳含量显著高于其余各处理。当秸秆还田配施低量或中量沼液时,< 0.053 mm粒径团聚体结合有机碳含量较SW处理显著降低。虽然黏粉粒结合有机碳含量在SW处理取得最高值,但是与SW+HBS处理无显著差异。
在20 ~ 40 cm土层,CK处理中各粒径团聚体结合有机碳含量基本保持一致。单一进行秸秆还田(SW)能够不同程度提高各粒径团聚体结合有机碳含量,其中0.053 ~ 0.25 mm粒径团聚体结合有机碳含量较CK处理显著增高88.64%。SW+LBS处理虽然提高了各粒径团聚体结合有机碳含量,但与SW处理间无显著差异。SW+MBS处理较SW处理仅显著增加0.25 ~ 2 mm粒径团聚体结合有机碳含量,增幅达115.65%。而SW+HBS处理显著提高各粒径团聚体结合有机碳含量,较SW处理分别增加89.89%、186.04%、63.63%和217.25%。
由图 2可知,秸秆还田配施沼液对团聚体结合有机碳贡献率产生显著影响。在0 ~ 20 cm土层,CK处理团聚体结合有机碳主要集中在 < 0.25 mm粒径微团聚体中,有机碳积累贡献率达80.62%(图 2A)。单一进行秸秆还田(SW)能够显著提高0.25 ~ 2 mm和 > 2 mm粒径大团聚体结合有机碳贡献率,较CK处理增加133.29% 和451.39%。在秸秆还田的基础上配施不同剂量沼液进一步提高了大团聚体结合有机碳占比,其中 > 2 mm粒径团聚体结合有机碳贡献率在SW+MBS处理下达到最大值,为54.43%。配施沼液各处理与CK处理相比不同程度提高0.25 ~ 2 mm粒径团聚体结合有机碳贡献率,然而较SW处理显著降低0.053 ~ 0.25 mm和 < 0.053 mm粒径团聚体结合有机碳贡献率,但是各沼液配施处理间无显著差异。
在20 ~ 40 cm土层,CK处理团聚体结合有机碳主要积累在小粒径大团聚体(0.25 ~ 2 mm)中,其贡献率为61.10%(图 2B)。SW处理能够显著提高 > 2 mm粒径团聚体结合有机碳贡献率,增幅达193.29%,显著降低0.25 ~ 2 mm粒径团聚体结合有机碳贡献率,降幅为31.79%。在秸秆还田的基础上配施不同剂量沼液均有助于提升大团聚体结合有机碳贡献率。其中,SW+MBS和SW+HBS处理显著提高0.25 ~ 2 mm粒径团聚体结合有机碳贡献率,较SW处理增加29.42% 和34.34%。SW+LBS和SW+MBS处理显著降低0.053 ~ 0.25 mm粒径团聚体结合有机碳贡献率,较SW处理降低39.81% 和64.10%。特别是SW+MBS处理较CK处理显著提高 > 2 mm粒径团聚体结合有机碳贡献率,增幅达237.29%,但是显著降低0.053 ~ 0.25 mm和 < 0.053 mm粒径团聚体结合有机碳贡献率,降幅分别为59.61% 和67.11%。
3 讨论 3.1 秸秆全量还田配施沼液对水稳性团聚体特征的影响土壤团聚体粒径分布是评价土壤结构质量优劣的重要指标,可根据土壤团聚体测定方法分为力稳性和水稳性团聚体两大类。其中水稳性团聚体与土壤抗崩解能力密切相关,对湿润半湿润地区土壤结构稳定性的保持具有重要意义。本研究结果表明,秸秆还田配施沼液对砂姜黑土水稳性团聚体质量组成比例产生显著影响。在0 ~ 20 cm土层,单一进行秸秆还田即可显著提高土壤大团聚体(WR0.25)质量组成比例。这与周孟椋等[16]研究发现秸秆配施氮肥能显著促进大团聚体的形成的结果一致。由于本研究区域普遍采取秸秆全量还田措施,因此向土壤中输入了大量有机物料,为土壤颗粒团聚过程提供了丰富的胶结物质。同时秸秆中富含木质素,可以作为内核吸附细小颗粒促进较大粒径团聚体的形成[17]。本研究还进一步验证了在秸秆还田的基础上配施不同剂量沼液均能够有效提高0 ~ 20 cm土层大团聚体质量组成比例,降低微团聚体和黏粉粒质量组成比例,其中秸秆还田配施中量沼液(SW+MBS)处理提升效果最为显著。以上结果均证实秸秆还田后0 ~ 20 cm土层 < 0.25 mm粒径土壤颗粒呈现向大团聚体转变的趋势,且配施沼液后更有利于大粒径团聚体的形成,这与Du等[18]在潮土分布区域连续多年开展秸秆还田配施猪粪沼液的研究结果相似。这是因为沼液灌施不仅可以利用沼液中的腐殖酸等胶结物质在土壤中形成具有较高表面积的土壤结构体,还可以充分发挥沼液中各种有机化合物官能团的联合作用及亲水胶体的化学键作用促进土壤颗粒发生团聚过程[2]。此外,在秸秆还田的基础上配施沼液,沼液中存在的微生物和多种营养物质有助于秸秆分解过程,进而提高土壤有机质含量和微生物活性,有效促进土壤大团聚体的形成。袁晶晶等[10]的研究结果表明,砂土中 > 0.25 mm粒径水稳性团聚体质量组成比例与生物质炭和沼液施用量呈正相关,这与本研究结果存在一定差异,可能是由于研究区域土壤质地和施用的沼液成分存在差异所导致的。虽然单一秸秆还田对20 ~ 40 cm土层土壤结构改良作用与0 ~ 20 cm土层表现出相同的趋势,即大团聚体所占比例随沼液施用量的增加表现出先升高后降低的趋势,但是改良效果20~40cm土壤不及0 ~ 20 cm土层明显。这可能是由于单一秸秆全量还田处理导致土壤C/N较高,短时间内秸秆难以被微生物降解利用[19],加之目前主要采用旋耕作业,还田秸秆主要集中在0 ~ 20 cm土层,因此弱化了对20 ~ 40 cm土层的改良效果。然而在秸秆还田的基础上施用沼液不仅能够调节秸秆还田后土壤C/N,提高秸秆分解率,而且沼液具有较强的流动性,能够将分解后的可溶性有机物质转移到更深层土壤[8],因此秸秆还田配施沼液较单一进行秸秆还田有助于20 ~ 40 cm土层大团聚体的形成。
土壤团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)常用来衡量团聚体稳定性,其值越大,说明团聚体稳定性越高[20]。本研究结果表明,秸秆还田和沼液灌施均能显著提高各土层团聚体MWD和GMD值,并且秸秆还田配施沼液较单一秸秆还田对MWD和GMD值的提升作用更为明显。这是由于土壤中存在的大量有机物质作为胶结物质不但提高了土壤大团聚体质量组成比例,而且增强了团聚体稳定性[21]。团聚体破碎率(PAD)主要指征土壤团聚体受水力破坏而导致的分散程度,其值越小,说明土壤团聚体稳定性越高[22]。分形维数(D)是评价土壤结构分布的综合指标,反映土壤颗粒大小、分布以及土壤质地的均一程度,其值越大,表明土壤质地越黏重,通透性越差[23]。本研究表明,秸秆还田和灌施沼液处理均显著降低0 ~ 20 cm土层PAD和D值,但只有秸秆还田配施中量沼液处理显著降低20 ~ 40 cm土层相应数值。这说明秸秆还田和沼液灌施对0 ~ 20 cm土层土壤团聚体稳定性提高作用明显,对20 ~ 40 cm土层的作用效果主要受沼液灌施量的影响。总之,秸秆还田与沼液灌施均能向土壤中输入大量有机物质和各种植物生长所需营养元素,促进作物生物量积累,同时还能提高土壤微生物活性,加速土壤微团聚体向大团聚体转化,进而提高土壤团聚体稳定性。但是20 ~ 40 cm土层较深,养分、根系和微生物作用效果不如0 ~ 20 cm土层明显,因此团聚体稳定性提高效果较弱。
3.2 秸秆全量还田配施沼液对水稳性团聚体结合有机碳的影响不同粒径团聚体结合有机碳含量及相对贡献率反映了外源有机碳投入对土壤团聚体质量组成比例及结合有机碳积累与分布的差异。秸秆还田和灌施沼液有助于团聚体结合土壤有机碳含量的提高,这是由于秸秆和沼液本身含有大量有机质,为土壤输入大量外源有机碳,此外秸秆和沼液的施用能够促进作物根系微生物新陈代谢活动,提高根际沉积过程,进而增加土壤有机碳的输入和积累[24]。毛霞丽等[25]研究发现,长期施用有机肥能显著提高各粒径团聚体结合有机碳含量。韩明钊等[26]研究表明,秸秆和猪粪肥的施用均能降低 < 0.25 mm粒径团聚体结合有机碳贡献率。本研究发现,单一进行秸秆还田虽然显著提高0 ~ 20 cm土层黏粉粒结合有机碳含量,但相应粒径团聚体结合有机碳贡献率却显著降低。这可能与添加外源碳提高土壤有机碳的周转速率和加速有机碳的物理迁移过程有关[27]。而 > 0.25 mm粒径团聚体结合有机碳含量虽未显著提高,有机碳贡献率却显著增加,这也在一定程度证明团聚体结合有机碳贡献率受团聚体质量组成比例和结合有机碳含量的双重影响。在秸秆还田基础上配施沼液能显著提高各土层水稳性大粒径团聚体结合有机碳含量,并随着沼液施用量的增加,提高效果越显著,且大团聚体有机碳贡献率显著高于微团聚体。有机物料进入土壤后,易分解成分首先在细菌的作用下经历快速分解过程,然后难分解物质在真菌作用下通过复杂的变化过程形成腐殖物质,这些物质可以在土壤中长期稳定存在,进而增加土壤有机碳含量[28]。由于秸秆的C/N较高,直接全量还田后在土壤中不易分解。沼液相较于秸秆拥有更低的C/N,还田后有利于调节土壤C/N,促进还田秸秆的腐解过程,更利于提高土壤团聚体结合有机碳含量。同时,秸秆还田配施沼液促进细小土壤颗粒团聚形成较大粒径团聚体,进而提高了大团聚体结合有机碳贡献率。张赛等[29]研究表明,土壤有机碳主要富集在0.25 ~ 2 mm粒径水稳性团聚体内,秸秆覆盖提高了 > 2 mm粒级团聚体结合有机碳贡献率。这与本研究结果具有一定差异,可能与不同试验区域施肥和秸秆还田方式、土壤类型和气候条件等人为和自然原因有关。
4 结论1) 秸秆全量还田和秸秆全量还田配施沼液均不同程度增加0 ~ 20 cm和20 ~ 40 cm土层WR0.25、MWD和GMD值,显著降低PAD和D值。其中各土层均以秸秆还田配施中量沼液处理(SW+MBS) WR0.25提升最为明显,团聚体稳定性最高。
2) 秸秆还田和沼液灌施均显著增加外源有机碳投入,提高各土层水稳性大团聚体结合有机碳含量,增加 > 0.25 mm粒径大团聚体结合有机碳贡献率,其中,秸秆还田配施中量沼液处理大粒径团聚体结合有机碳贡献率显著高于其他处理。
3) 秸秆全量还田配施中量沼液促进砂姜黑土水稳性大团聚体的形成并提高团聚体稳定性,促进有机碳在大粒径团聚体中的分布与积累,可实现改良土壤结构和增加土壤有机碳积累的双重目的。
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2. Postdoctoral Research and Development Base, Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang, Henan 453003, China;
3. Henan Engineering Research Center of Biological Pesticide & Fertilizer Development and Synergistic Application, Xinxiang, Henan 453003, China;
4. College of Horticulture and Landscape Architecture, Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang, Henan 453003, China