有機(jī)培肥與耕作方式對(duì)稻麥輪作土壤團(tuán)聚體和有機(jī)碳組分的影響*

張志毅, 熊桂云**, 吳茂前, 范先鵬, 馮婷婷, 巴瑞先, 段申榮

(1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保土肥研究所/湖北省農(nóng)業(yè)面源污染防治工程技術(shù)研究中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部潛江農(nóng)業(yè)環(huán)境與耕地保育科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部廢棄物肥料化利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)環(huán)境治理湖北省工程研究中心 武漢 430064; 2.湖北省宜昌市興山縣古夫鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)中心 宜昌 443799)

良好的土壤結(jié)構(gòu)和肥力狀況是實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要前提, 保持并提高土壤肥力, 實(shí)現(xiàn)“藏糧于田、藏糧于技”是確保我國(guó)糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要策略[1-2]。土壤團(tuán)聚體和有機(jī)碳是影響土壤肥力水平的重要因素。土壤團(tuán)聚體數(shù)量分布反映土壤持水性、養(yǎng)分供儲(chǔ)、通透性等能力高低[3]。土壤有機(jī)碳活性組分(易氧化有機(jī)碳、水溶性有機(jī)碳、酸水解有機(jī)碳等)與土壤有效養(yǎng)分密切相關(guān)[4-5], 而有機(jī)碳穩(wěn)定性組分(礦物有機(jī)碳、黑碳等)與土壤抗干擾和固碳能力相關(guān)[6]。

目前, 有機(jī)培肥(秸稈還田和增施有機(jī)肥)是提高土壤肥力的重要措施。秸稈還田能夠顯著提升土壤大團(tuán)聚體數(shù)量(＞0.25 mm)、平均重量直徑和幾何平均直徑[7]。秸稈覆蓋還田配合免耕顯著降低旱作農(nóng)田0～5 cm、5～10 cm、10～30 cm 土層的團(tuán)聚體崩解指數(shù)和機(jī)械破壞指數(shù)[8]。秸稈還田配合旋耕能夠顯著增加土壤總有機(jī)碳和活性有機(jī)碳含量[9]。增施有機(jī)肥同樣具有增加土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量和有機(jī)碳活性的作用[10]。翻耕基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥較單施化肥土壤大團(tuán)聚體比例提高2.8%～8.4%[11]。此外, 黃壤性水稻土長(zhǎng)期施用有機(jī)肥能夠在促進(jìn)土壤有機(jī)碳積累的同時(shí)降低其累積礦化率, 增強(qiáng)土壤固碳能力[12]。深松和免耕配合施用牛糞顯著增加土壤總有機(jī)碳含量, 并提高作物產(chǎn)量[13]。因此, 不同有機(jī)培肥措施需要合適的耕作措施與之匹配才能更好地發(fā)揮培肥效果。

秸稈還田或增施有機(jī)肥下, 不同耕作措施對(duì)農(nóng)田土壤團(tuán)聚體和有機(jī)碳影響的研究多集中于旱地土壤, 以水稻(Oryza sativa)、小麥(Triticum aestivum)輪作農(nóng)田為對(duì)象的研究較少。雖然已有研究表明稻麥輪作下有機(jī)物(秸稈和有機(jī)肥)能夠增加土壤肥力, 但不同有機(jī)物和耕作措施對(duì)土壤團(tuán)聚體和有機(jī)碳組成的作用及其交互作用關(guān)系還不清楚。本文通過(guò)兩年大田定位試驗(yàn), 研究稻麥輪作下不同有機(jī)物和耕作措施及其交互作用對(duì)土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體、有機(jī)碳活性組分和有機(jī)碳穩(wěn)定性組分的影響, 為構(gòu)建稻麥輪作土壤有機(jī)培肥相匹配的耕作制度提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于江漢平原腹地的農(nóng)業(yè)農(nóng)村部潛江農(nóng)業(yè)環(huán)境與耕地保育科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站內(nèi)(湖北省潛江市浩口鎮(zhèn)柳洲村, 112°37′E, 30°22′N)進(jìn)行。試驗(yàn)點(diǎn)所在區(qū)域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū),年平均氣溫16.1 ℃,年均降水量1 100～1 300 mm。土壤為潴育型水稻土, 質(zhì)地是砂質(zhì)黏壤土。土壤耕層基本理化性質(zhì): 容重1.20 g·cm-3, 有機(jī)質(zhì)20.32 g·kg-1, 全氮1.5 g·kg-1, 有效磷12.18 mg·kg-1, 速效鉀84.77 mg·kg-1, pH 6.70。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì), 共5 個(gè)處理, 每個(gè)處理3 次重復(fù), 共15 個(gè)小區(qū), 小區(qū)面積為50 m2, 試驗(yàn)地種植制度為水稻、小麥兩熟制, 大田試驗(yàn)始于2016年, 開始前茬作物為水稻。試驗(yàn)設(shè)置: 1)稻麥秸稈還田配合旋耕(SR), 每季作物成熟后, 采用半喂入聯(lián)合收割機(jī)進(jìn)行作物收獲及秸稈粉碎, 留茬約20 cm, 秸稈粉碎長(zhǎng)度約10 cm, 粉碎后的秸稈旋耕還田, 旋耕深度15 cm; 周年秸稈還田總量約為11 000 kg·hm-2, 水稻和小麥秸稈有機(jī)碳含量按46%計(jì)算, 秸稈還田帶入土壤的有機(jī)碳約5 060 kg·hm-2。2)稻麥秸稈還田配合翻耕(SP), 粉碎后的秸稈翻耕還田, 翻耕深度30 cm, 其余同SR。3)秸稈不還田, 增施有機(jī)肥配合旋耕(MR), 采用半喂入聯(lián)合收割機(jī)進(jìn)行作物收獲后, 人工齊地割除根茬, 秸稈和根茬全部移出田面, 有機(jī)肥替代50%化學(xué)氮肥, 旋耕深度15 cm; 周年有機(jī)肥施用量為5 289 kg·hm-2, 其有機(jī)碳含量17.2%, 有機(jī)肥帶入的有機(jī)碳含量約為910 kg·hm-2。4)秸稈不還田, 增施有機(jī)肥配合翻耕(MP), 翻耕深度30 cm, 其他同MR。5)秸稈不還田, 不施用有機(jī)肥, 旋耕深度15 cm(CKR)。供試水稻品種為‘廣兩優(yōu)香5’, 按16.7 cm×26.4 cm 人工栽秧, 每兜2 株。小麥供試品種為‘鄭麥9023’, 人工條播, 播種量為112.5 kg·hm-2。

有機(jī)肥、氮肥、磷肥、鉀肥分別為腐熟豬糞(含有機(jī)質(zhì)29.72%、N 3.1%、P2O54.1%、K2O 1.9%)、尿素(含N 46%)、過(guò)磷酸鈣(含P2O512%)和氯化鉀(含K2O 60%)。各處理施用肥料的總養(yǎng)分保持一致, 水稻和小麥?zhǔn)┓柿糠謩e為N 180 kg·hm-2、P2O575 kg·hm-2、K2O 120 kg·hm-2和N 150 kg·hm-2、P2O590 kg·hm-2、K2O 75 kg·hm-2。有機(jī)肥、磷肥和鉀肥全部做基肥一次施入, 秸稈還田處理的尿素分基肥(70%)和追肥(30%)施用, 增施有機(jī)肥處理的尿素分基肥(50%)和追肥(50%)施用。水稻季追肥于水稻移栽后7 d 撒施, 小麥季追肥于拔節(jié)期撒施。

1.3 樣品采集和測(cè)定

2018年5月21日和10月9日分別在小麥和水稻收獲后選擇各小區(qū)收割機(jī)未走過(guò)的區(qū)域, 按“S”采樣法采集0～20 cm 土層供試土樣500 g 左右, 裝于硬質(zhì)塑料盒帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干。

土壤有機(jī)碳采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定; 土壤容重、總孔隙度和毛管孔隙度采用環(huán)刀法測(cè)定[14]; 水穩(wěn)性團(tuán)聚體采用干篩法和濕篩法進(jìn)行測(cè)定, 所用儀器為土壤團(tuán)粒分析儀(日本, Daiki, DIK-2012), 套篩孔徑分別為2 mm、0.25 mm 和0.053 mm[3]。

有機(jī)碳活性組分的測(cè)定: 水溶性有機(jī)碳(DOC)采用超純水提取[15], 易氧化有機(jī)碳(EOC)采用333 mmol·L-1KMnO4氧化法測(cè)定[16], 酸水解有機(jī)碳采用H2SO4水解法[包括活性組分Ⅰ(LPⅠc)和活性組分Ⅱ(LPⅡc)]和HCl 水解法(HClc)測(cè)定[4,17], 顆粒有機(jī)碳(POC)采用5 g·L-1六偏磷酸鈉分散法進(jìn)行提取[18]。

有機(jī)碳穩(wěn)定性組分的測(cè)定: 礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)碳(MOC)的化學(xué)分離基于Eusterhues 等[19]的方法, 黑碳(BC)的分離基于尹云峰等[20]的方法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用DPS7.5 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析, 將試驗(yàn)總變異分為區(qū)組間、耕作因素、有機(jī)物因素、兩因素交互效應(yīng)、誤差5 部分, 各部分所引起的變異大小由其所產(chǎn)生的平方和表示, 因此耕作因素、有機(jī)物因素及其交互效應(yīng)作用力用下式計(jì)算[21]:

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)物和耕作措施對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的影響

短期內(nèi)(2年), 小麥季添加外源有機(jī)物后土壤容重均略低于對(duì)照(CKR), 各處理土壤容重降低量介于0.04～0.08 g·cm-3, 但變化不顯著(P＞0.05); 總孔隙度均略高于對(duì)照, 各處理總孔隙度增加量介于1.2%～2.8%,變化不顯著(P＞0.05)。水稻季, 不同耕作措施下土壤容重和總孔隙度的變化較大, 容重介于1.14～1.30 g·cm-3, 總孔隙度介于50.95%～57.13%。其中, 秸稈還田配合旋耕(SR)土壤容重顯著低于CKR(P＜0.05), 總孔隙度顯著高于CKR(P＜0.05)?？梢?jiàn), 外源有機(jī)物有助于降低土壤容重并提高總孔隙度, 改善土壤物理結(jié)構(gòu)(表1)。

表1 外源有機(jī)物和耕作方式對(duì)稻麥輪作系統(tǒng)作物收獲后土壤容重和孔隙度的影響 Table 1 Effects of exogenous organic materials and tillage methods on soil bulk density and porosity after crop harvest of rice-wheat rotation system

除秸稈還田配合翻耕(SP)處理外, 添加外源有機(jī)物后土壤大團(tuán)聚體(0.25～2 mm和＞2 mm)含量略高于CKR 處理(圖1)。小麥季和水稻季土壤大團(tuán)聚體含量最高的處理分別為SR 和MR, 分別比CKR 處理提高2.6%和4.0%, 但差異不顯著(P＞0.05)。0.05～ 0.25 mm 團(tuán)聚體, 小麥季SR 處理＞0.05 mm 團(tuán)聚體顯著高于CKR 處理, 比CKR 增加7.2%。不同耕作措施對(duì)土壤大團(tuán)聚體含量無(wú)明顯促進(jìn)作用, 翻耕措施大團(tuán)聚體含量略低于旋耕措施, 其中SP 處理土壤大團(tuán)聚體含量最低?？梢?jiàn), 外源有機(jī)物有助于促進(jìn)表層土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體形成, 并且有機(jī)物配合旋耕對(duì)水穩(wěn)性團(tuán)聚體提升效果優(yōu)于配合翻耕。

2.2 有機(jī)物和耕作措施對(duì)土壤有機(jī)碳組分的影響

增加外源有機(jī)物后土壤有機(jī)碳活性組分整體上高于CKR 處理(表2)。相比CKR, 供試土壤DOC 增加量依次為MP 處理(23.0 mg·kg-1)＞SR 處理(18.6 mg·kg-1)＞MR 處理(8.3 mg·kg-1)＞SP 處理(4.8 mg·kg-1)(表2)。供試土壤EOC 和LPⅠc含量均為SR 處理最高, 顯著高于CKR處理(P＜0.05), 分別提高0.3 g·kg-1和2.6 g·kg-1。不同外源有機(jī)物處理的LPⅡc含量為2.9～3.4 g·kg-1, 顯著高于CKR 處理(SP 處理增加量為1.7 g·kg-1)(P＜0.05)。此外, 不同外源有機(jī)物對(duì)土壤HClc和POC 無(wú)顯著影響, 但相同耕作措施下, 秸稈還田處理POC 平均含量高于增施有機(jī)肥處理和CKR, 以秸稈還田配合旋耕措施土壤POC 含量最高(達(dá)5.4 g·kg-1); HClc的變化趨勢(shì)與POC 相反, 以增施有機(jī)肥配合翻耕措施最高(達(dá)6.2 g·kg-1)?？梢钥闯? 增加外源有機(jī)物能夠提高土壤水溶性有機(jī)碳、易氧化有機(jī)碳、酸水解有機(jī)碳和顆粒有機(jī)碳的含量, 秸稈還田配合旋耕顯著提升土壤EOC、LPⅠc和LPⅡc含量。

圖1 外源有機(jī)物和耕作方式對(duì)稻麥輪作系統(tǒng)作物收獲后土壤團(tuán)聚體分布特征的影響 Fig.1 Effects of exogenous organic materials and tillage methods on distribution characteristic of soil aggregates after crop harvest of rice-wheat rotation system

黑碳(BC)和礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)碳(MOC)一定程度上能夠反映土壤中有機(jī)碳穩(wěn)定性組分[22]。不同外源有機(jī)物處理SOC、BC 和MOC 含量均高于CKR 處理。秸稈還田處理土壤BC 和MOC 含量分別約為5.4 g·kg-1和4.7 g·kg-1, 增施有機(jī)肥處理BC 和MOC含量約為5.5～5.8 g·kg-1和5.0 g·kg-1(表3)。這說(shuō)明秸稈還田處理穩(wěn)定性有機(jī)碳含量略低于增施有機(jī)肥處理。除SR 處理外, 各處理BC/SOC 和MOC/SOC值分別為0.41 和0.37 左右, 相比CKR 處理約分別增加0.03 和0.06?？梢?jiàn), 外源有機(jī)物對(duì)土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性有一定促進(jìn)作用, 但影響不顯著。

表2 外源有機(jī)物和耕作方式對(duì)稻麥輪作系統(tǒng)土壤有機(jī)碳活性組分的影響 Table 2 Effects of exogenous organic materials and tillage methods on active components of soil organic carbon of rice-wheat rotation system

表3 外源有機(jī)物和耕作方式對(duì)稻麥輪作系統(tǒng)土壤有機(jī)碳組分及其穩(wěn)定性的影響 Table 3 Effects of exogenous organic materials and tillage methods on components and stability of soil organic carbon of rice-wheat rotation system

2.3 有機(jī)物、耕作及其交互效應(yīng)對(duì)土壤團(tuán)聚體和有機(jī)碳組分的影響

大于2 mm 團(tuán)聚體主要作用力為有機(jī)物, 其作用力大小為36.4%, 但是未達(dá)顯著水平。0.25～2 mm 和0.05～0.25 mm 團(tuán)聚體主要作用力來(lái)自耕作和有機(jī)物的交互作用, 其作用大小分別為33.1%和64.5%, 達(dá)顯著水平(P＜0.05)(表4)。這說(shuō)明供試土壤團(tuán)聚體組成主要受耕作和有機(jī)物的雙因素的影響。

整體上, 耕作措施對(duì)有機(jī)碳活性組分具有較強(qiáng)的作用力, 而各處理對(duì)穩(wěn)定性有機(jī)碳作用效果不明顯。其中, DOC 和EOC 主要作用力來(lái)自耕作和有機(jī)物的交互作用, 分別為36.4%和54.0%。LPⅡc主要作用力來(lái)自耕作, 作用力大小為26.6%, 達(dá)顯著水平(P＜0.05)(表5)。有機(jī)物對(duì)POC 具有顯著作用力, 作用力大小為40.5%。這說(shuō)明酸水解有機(jī)碳更易受耕作過(guò)程中土壤擾動(dòng)的影響, 而POC 更易受秸稈、有機(jī)肥等外源有機(jī)物輸入的影響。

2.4 有機(jī)物和耕作措施對(duì)作物產(chǎn)量的影響

短期內(nèi)(兩年)不同耕作與外源有機(jī)物對(duì)稻麥周年總產(chǎn)量的影響有限, 秸稈還田處理稻麥周年總產(chǎn)量?jī)H比CKR 處理提高(或減少)66.1～475.0 kg·hm-2, 增產(chǎn)(或減產(chǎn))幅度介于0.5%～6.5%, 均未達(dá)顯著水平(圖2)。其中, 秸稈還田配合旋耕措施周年總產(chǎn)量略高于秸稈還田配合翻耕措施和CKR。已有研究表明, 秸稈還田或耕作方式在短期內(nèi)稻麥周年總產(chǎn)量存在減產(chǎn)現(xiàn)象, 減產(chǎn)幅度可達(dá)7.68%, 但不會(huì)產(chǎn)生顯著 影響[23-24]。除2018年MR 處理外, 有機(jī)肥處理對(duì)稻麥周年總產(chǎn)量無(wú)顯著降低影響。本文中, 有機(jī)肥為豬糞有機(jī)肥, 其施用量2 404 kg·hm-2和2 885 kg·hm-2。趙軍等[25]研究發(fā)現(xiàn), 短期內(nèi)(兩年)豬糞有機(jī)肥施用量在3 000 kg·hm-2和6 000 kg·hm-2時(shí), 均會(huì)降低水稻和小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素和實(shí)際產(chǎn)量, 但未達(dá)顯著水平, 這與本文研究結(jié)果一致。

表4 耕作因素、有機(jī)物及其交互效應(yīng)對(duì)稻麥輪作系統(tǒng)土壤團(tuán)聚體的作用力 Table 4 Affecting forces of tillage methods, organic materials and their interaction on soil aggregates of rice-wheat rotation system %

表5 耕作因素、有機(jī)物及其交互效應(yīng)對(duì)稻麥輪作系統(tǒng)土壤有機(jī)碳組分的作用力 Table 5 Affecting forces of tillage methods and organic materials and their interaction on soil organic carbon fractions of rice-wheat rotation system %

圖2 2017年和2018年外源有機(jī)物和耕作方式對(duì)稻麥輪作 系統(tǒng)作物產(chǎn)量的影響 Fig.2 Effects of exogenous organic materials and tillage methods on grain yield of rice-wheat rotation system in 2017 and 2018

3 討論與結(jié)論

短期內(nèi), 耕作和有機(jī)物的交互作用能夠顯著影響0～20 cm 土層的團(tuán)聚體組成。土壤膠結(jié)物質(zhì)是影響土壤團(tuán)聚體含量和穩(wěn)定性的內(nèi)在因素, 而土壤團(tuán)聚體的主要膠結(jié)劑包括有機(jī)質(zhì)(含有機(jī)殘?bào)w和菌絲等粗有機(jī)質(zhì))、黏粒和氧化物[26]。有機(jī)物的輸入和耕作措施能夠通過(guò)影響有機(jī)質(zhì)組成影響團(tuán)聚體的組成和穩(wěn)定。本文中, 水稻季秸稈還田配合旋耕措施提高0～20 cm 水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量, 而秸稈還田配合翻耕措施降低土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量。研究表明, 秸稈還田增加土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體穩(wěn)定性, 但是翻耕對(duì)土壤結(jié)構(gòu)破壞程度大于旋耕, 降低表層土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性[27]。這主要是因?yàn)樾头胧?duì)土壤的擾動(dòng)深度有所差異, 導(dǎo)致秸稈還田深度有所不同。翻耕處理耕深至30 cm, 秸稈主要分布在表層和深層土壤, 而旋耕措施耕深約15 cm, 秸稈多分布于表層土壤。研究表明, 稻麥秸稈還田深度14 cm 時(shí)腐解速率更快[28]。秸稈和有機(jī)肥分解過(guò)程為表層土壤提供更多膠結(jié)物質(zhì)。田慎重等[21]研究表明, 秸稈還田配合旋耕表層土壤的有機(jī)碳含量高于秸稈還田配合翻耕措施。因此, 秸稈還田配合旋耕措施能在短期內(nèi)提高或保持0～20 cm 土層水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量。

有機(jī)碳活性組分主要受耕作以及耕作與有機(jī)物交互作用的影響, 不同措施對(duì)有機(jī)碳穩(wěn)定性組分的影響較小。Blair 等[16]認(rèn)為農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中, 人為管理措施主要影響土壤有機(jī)碳中活性有機(jī)碳部分。本研究中, 耕作對(duì)LPⅠc和LPⅡc具有較高的作用力, 其中對(duì)LPⅡc作用力顯著, 達(dá)26.6%; EOC 主要受耕作與有機(jī)物交互作用的影響?；钚杂袡C(jī)碳組分中EOC 是植物養(yǎng)分的主要來(lái)源, LPⅠc主要包括淀粉、半纖維素、可溶性糖等碳水化合物, LPⅡc主要來(lái)自纖維素[29]。秸稈還田和增施有機(jī)肥均可提高土壤EOC、LPⅠc和LPⅡc含量, 并且有機(jī)物是土壤活性有機(jī)碳增加的主要貢獻(xiàn)者[4]。秸稈和有機(jī)肥通過(guò)為微生物提供能源物質(zhì)(碳源), 促進(jìn)土壤微生物的生長(zhǎng)、繁殖, 增加有機(jī)碳的活性組分含量[5]。而耕作措施會(huì)引起土壤擾動(dòng), 能夠使土壤與有機(jī)物充分接觸, 加速有機(jī)物分解[30]。對(duì)比兩種耕作措施發(fā)現(xiàn), 旋耕措施EOC 和LPⅠc 含量高于翻耕措施, 而LPⅡc 含量趨勢(shì)與之相反。旋耕和翻耕擾動(dòng)下, 外源有機(jī)物能夠與氧氣充分接觸, 刺激微生物分泌參與碳循環(huán)相關(guān)酶的活性, 提高活性有機(jī)碳組分。葉雪松[31]研究表明, 旋耕對(duì)土壤酶活性的影響高于翻耕措施。因此, 秸稈還田配合旋耕對(duì)土壤EOC 和LPⅠc提升效果優(yōu)于其他處理。

短期內(nèi), POC 主要受外源有機(jī)物的作用, 有機(jī)物對(duì)POC 作用力顯著, 為40.5%。POC 是介于半分解動(dòng)植物體和通過(guò)腐殖化的有機(jī)質(zhì)之間的過(guò)渡態(tài)有機(jī)碳庫(kù), 周轉(zhuǎn)時(shí)間短。通常POC 包括存在于團(tuán)聚體與團(tuán)聚體之間的孔隙和團(tuán)聚體內(nèi)的動(dòng)植物殘?bào)w[32]。農(nóng)田土壤POC 的含量與總有機(jī)碳含量和團(tuán)聚體組成顯著相關(guān)[33]。本研究中, 秸稈還田處理有機(jī)碳含量(13.4～14.2 g·kg-1)高于增施有機(jī)肥處理(13.3～13.5 g·kg-1)。研究表明, 外源有機(jī)物(秸稈和有機(jī)肥)能夠增加土壤有機(jī)碳的直接輸入量, 并且秸稈還田對(duì)有機(jī)碳的提升效果優(yōu)于增施有機(jī)肥[13]。這主要是因?yàn)橄啾仍鍪┯袡C(jī)肥處理, 秸稈還田處理新鮮的有機(jī)物投入量大, 在逐漸分解過(guò)程中優(yōu)先形成POC 組分[34]。對(duì)于團(tuán)聚體而言, 秸稈還田處理大團(tuán)聚體含量卻略低于或接近增施有機(jī)肥處理, 這與POC 的變化趨勢(shì)相反。說(shuō)明供試土壤POC 的主要形態(tài)可能為游離態(tài), 位于團(tuán)聚體與團(tuán)聚體之間孔隙, 因此與團(tuán)聚體組成表現(xiàn)出相反的趨勢(shì)。綜上所述, 土壤POC 含量的增加主要?dú)w結(jié)于秸稈和有機(jī)肥等有機(jī)物的輸入, 這與王朔林等[33]和武均等[35]的研究結(jié)果相吻合。

本研究采用大田試驗(yàn), 研究了秸稈、有機(jī)肥、旋耕和翻耕措施對(duì)土壤團(tuán)聚體組成、有機(jī)碳組分的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 秸稈還田配合旋耕能夠降低土壤容重并增加水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量, 改善土壤物理結(jié)構(gòu)。同時(shí), 秸稈還田配合旋耕有助于提高土壤有機(jī)碳活性組分, 包括易氧化有機(jī)碳、酸水解有機(jī)碳和顆粒有機(jī)碳。大團(tuán)聚體、易氧化有機(jī)碳主要作用力來(lái)自土壤耕作和有機(jī)物的交互作用; 而酸水解有機(jī)碳主要作用力來(lái)自耕作措施。