玉米大豆間作對坡耕地紅壤團聚體分布及穩(wěn)定性的影響

酒鵑鵑 李永梅 王夢雪 范茂攀

摘要：研究在坡耕地徑流小區(qū)開展，進行為期3年的定位試驗，設置裸地 （CK）、大豆單作 （DD）、玉米單作 （MM） 及玉米大豆間作 （MD） 4種處理，探究不同種植模式在不同生育期對土壤團聚體分布及穩(wěn)定的影響。研究得出，土壤機械穩(wěn)定性團聚體（WSA）在不同時期的分布特征規(guī)律一致，均表現為大團聚體占比最高，水穩(wěn)性團聚體中微團聚體占比要高于大團聚體。不同時期內間作模式在≥2.000 mm粒級團聚體的占比高于其他種植模式;裸地占比高于單作;玉米單作隨著生育期的推進逐漸高于大豆單作。土壤團聚體穩(wěn)定性指標在不同時期內均表現為間作高于其他種植模式;裸地各項值與間作較為接近，高于單作;玉米單作在抽雄期與成熟期高于大豆單作。上述規(guī)律在0～10 cm土層表現較10～20 cm土層更為明顯。結果表明土壤團聚體隨生育期穩(wěn)定性不斷增高，間作相對于其他種植模式在各個生育期均表現出相對優(yōu)勢，采用間作有利于改良土壤結構，降低土壤侵蝕。

關鍵詞：玉米;大豆;間作;紅壤;團聚體;分布;穩(wěn)定性

中圖分類號：S513.06;S565.1.06;S152?? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）22-0219-09

收稿日期：2021-03-01

基金項目：國家自然科學基金（編號：41661063、41461059、4206070186）。

作者簡介：酒鵑鵑（1995—），女，山西晉城人，碩士研究生，研究方向為坡耕地水土保持。E-mail：826102962@qq.com。

通信作者：范茂攀，博士，副教授，研究方向為坡地水土保持與持續(xù)利用。E-mail：mpfan@126.com。

土壤團聚體是土壤的重要組成部分，其含量及穩(wěn)定性特征對土壤結構、性質與肥力有著重要的影響[1]。團聚體由土壤中的有機無機物質膠結而成[2]，有機膠結物質受土壤有機質、微生物、根系分泌物等因素影響[3]，無機膠結物質包括鐵鋁氧化物、氫氧化物、二氧化硅和碳酸鈣等[2]。何云峰等研究表明，紅壤中團聚體的形成及粒徑分布與土壤中鐵、鋁氧化物關系密切[4]。除土壤自身的差異之外，團聚體的形成還受到多種外力因素的影響，與土地有關的各種人為活動都有可能成為其影響因素。而坡耕地土壤由于水土流失作用，徑流沖刷與土塊崩離都會對土壤團聚體形成影響。方華軍等研究結果表明，土壤侵蝕會使土壤團聚體遭到破壞，且更傾向于破壞水穩(wěn)性大團聚體，土壤水穩(wěn)性大團聚體隨著侵蝕強度增加而減少更為明顯[5]。

間作作為一種能夠改良水土的種植模式，其在提升地力、作物增產等方面均具有良好效益[6]。而對作物采用間作種植同時也會對土壤團聚體的形成與穩(wěn)定性造成影響。鄧超等研究表明，間作模式會對大豆根際土的團聚體產生影響，提高土壤團聚體分形維數[7]。王婷等研究得出，間作能夠提高玉米根際的根系分泌物，而根系分泌物作為膠結物質能夠使土壤與根系緊密接觸，有利于團聚體的穩(wěn)定[8-9]。同時間作能夠明顯提高土壤中微生物的含量，微生物分泌的多糖等有機產物，有利于團聚體形成[10-11]。目前針對間作對土壤團聚體的研究已有很多，研究結果均表明間作會對土壤團聚體形成影響，但對于作物生育期內團聚體的變化情況研究較少，本研究對不同種植模式下作物各生育期土壤團聚體的分布與穩(wěn)定性進行研究，嘗試探討團聚體的時期變化特征，以期為間作治理坡耕地水土流失提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019年5—10月在云南農業(yè)大學試驗農場徑流小區(qū)進行。試驗地點的中心地理坐標為25°08′18″N、102°45′58″E，海拔為1 950 m，坡向為北偏西57°，屬于低緯度亞熱帶-高原季風氣候，干冷同期，雨熱同季，試驗小區(qū)土壤為輕紅黏土，連續(xù)3年進行玉米大豆單作與間作種植，土壤有機質含量為33.2 g/kg，pH值為6.1，堿解氮含量為 123.8 mg/kg，速效磷含量為15.0 mg/kg，速效鉀含量為121.3 mg/kg。

1.2 供試作物

采用云南省農業(yè)科學院糧食作物研究所培育的云瑞6號玉米、滇豆7號大豆為供試作物。玉米生育期為120 d左右，大豆生育期為132 d左右。施用肥料為尿素、農用硫酸鉀、過磷酸鈣。玉米、大豆于2020年5月28日播種，土壤采樣分別于玉米的拔節(jié)期（7月12日）和抽雄期（8月29日）進行，10月30日進行成熟期采樣以及作物收獲。

1.3 試驗設計

1.3.1 小區(qū)設計 試驗點共設計12個徑流小區(qū)，各小區(qū)間用鋁塑板分隔，防止小區(qū)外的徑流流入。每個小區(qū)下部有導流槽和沉沙池，池內有1個容量為50 L的水桶用于收集徑流和泥沙。試驗處理為玉米單作（MM）、大豆單作（DD）、玉米大豆間作（MD）和裸地（CK），重復3次。

1.3.2 種植規(guī)格 采用沿等高線常規(guī)種植。玉米單作采用寬窄行種植，大行距為80 cm，小行距為 40 cm，株距為25 cm，種植密度為66 800株/hm2;大豆單作采用等行種植，行距60 cm，株距25 cm，種植密度133 600株/hm2;玉米大豆間作采用1 ∶1模式種植，玉米與玉米之間的行距是40 cm，大豆與大豆之間的行距是40 cm，玉米與大豆之間的行距是50 cm，株距均為30 cm，間作時玉米的種植密度為 37 296株/hm2;大豆的種植密度為73 926株/hm2。玉米每穴播種2粒，大豆每穴播種4粒，定植后玉米每穴留1株，大豆每穴留2株。

1.3.3 施肥與田間管理 玉米施 N 250 kg/hm2、P2O5 120 kg/hm2、K2O 120 kg/hm2，氮肥分基肥、小喇叭口期追肥和大喇叭口期追肥3次施入，分別占總施入氮肥量的35%、30%、35%，磷肥和鉀肥都作為基肥施入耕地。大豆總共施純N 120 kg/hm2、P2O5 240 kg/hm2、K2O 180 kg/hm2，均一次性作為基肥施用。單間作處理按照不同種植密度計算之后進行施肥。各處理的田間管理措施一致。

1.4 指標測定

1.4.1 土壤團聚體的測定 土壤樣品在作物的成熟期進行采集，每個小區(qū)按“S”形選取4～5個點采樣，采0～20 cm土層的土壤，盡量避免擠壓，以保持原狀土壤結構。混合均勻后按四分法保留1 kg左右，經自然風干。

干篩法：帶回實驗室的土壤樣品在室內風干后，置于套篩 （孔徑依次為0.106、0.250、0.500、1.000、2.000 mm） 頂部，安裝底盒和篩蓋后，以左右振幅為10 cm、頻率為150次/min振蕩2 min。對各粒級機械穩(wěn)定性團聚體稱質量，然后計算其質量百分含量，并按各粒級質量比收集50 g混合土樣。

濕篩法：將50 g混合土樣放置于團聚體分析儀中，保證水沒過2 mm篩底部，且振動時不沒過其頂部，以上下振幅為3 cm浸泡5 min，然后以頻率為 30次/min 分析5 min后將各粒級水穩(wěn)性團聚體（WSA）沖入鋁盒中，60 ℃烘干稱質量，計算各粒級水穩(wěn)性團聚體質量百分含量。

團聚體測定之后進行粒級平均質量直徑（MWD）、幾何平均直徑（GMD）、>0.25 mm水穩(wěn)性團聚體含量（R0.25）和團聚體破壞率（PAD） 等相關指標的計算。

MWD=∑ni=1xiwi;

GMD=exp（∑ni=1wilnxi）（∑ni=1wi）。

式中：xi為各粒級水穩(wěn)性團聚體平均直徑，mm;wi為各粒級水穩(wěn)性團聚體質量百分數，%;n表示水穩(wěn)性團聚體粒級分級數量。

R0.25=Mr>0.25MT。

式中：Mr>0.25為粒級>0.25 mm水穩(wěn)性團聚體質量，g;MT為水穩(wěn)性團聚體總質量，g。

PAD=md0.25-mw0.25md0.25×100%。

式中：md0.25為>0.25 mm機械穩(wěn)定性團聚體質量，g;mw0.25為>0.25 mm水穩(wěn)定性團聚體質量，g。

1.5 數據處理

本試驗所得數據用Excel 2010進行整理和初步分析，用SPSS 25.0軟件進行統(tǒng)計分析，用單因素方差分析Duncans多重比較法檢驗差異顯著性，各指標間的相關性采用Pearson相關分析。

2 結果與分析

2.1 不同種植模式中土壤團聚體粒徑分布特征

2.1.1 不同種植模式中土壤機械穩(wěn)定性團聚體粒徑分布特征

土壤團聚體的粒徑分布是代表土壤團聚狀況的指標。由圖1可知，在拔節(jié)期，0～10 cm土層和10～20 cm土層中土壤機械穩(wěn)定性團聚體相對含量均總體表現出隨著粒徑減小而下降的趨勢，≥2.000 mm粒徑中團聚體相對含量最高，在0～10 cm 土層中接近于40%，而在10～20 cm土層中接近60%。在0～10 cm土層中，不同種植模式影響下的各粒級團聚體相對含量沒有表現出明顯的規(guī)律變化，間作對團聚體的影響在≥2.000 mm與 1.000～<2.000 mm 2個粒級中表現出相對的優(yōu)勢;DD土壤團聚體含量在≥2.000 mm粒級顯著高于其他種植模式;而MM對團聚體的影響在小粒級團聚體中表現更為明顯，如0.250～<0.500 mm、0.106～<0.250 mm、<0.106 mm粒級中MM團聚體相對含量均高于MD與DD，且在0.106～<0.250 mm 粒級中達到了顯著性差異。在10～20 cm 土層中，不同種植模式對各個粒級團聚體分布的影響也不盡相同，間作在 ≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm 粒級中團聚體含量高于MM、DD;CK在≥2.000 mm粒級中團聚體相對含量最高;DD在 ≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm粒級中團聚體含量顯著高于MM;而MM在<1.000 mm的各粒級中（除<0.106 mm粒級外）團聚體含量高于DD，且達到了顯著性差異水平。

由圖2可知，抽雄期土壤機械穩(wěn)定性團聚體在不同土層內的變化規(guī)律與拔節(jié)期一致，在≥2.000 mm粒級內為最大值，隨著粒級的減小呈遞減趨勢;且≥2.000 mm粒級中10～20 cm土層內各個種植模式的團聚體相對含量均高于0～10 cm土層，與拔節(jié)期表現一致。0～10 cm土層內，MD在≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm粒級團聚體相對含量高于其他種植模式，且在≥2.000mm粒級中達到顯著差異水平（與CK除外）;CK在≥2.000 mm粒級中顯著高于DD、MM;MM在≥2.000 mm粒級中團聚體相對含量顯著高于DD;DD在<2.000 mm的各粒級團聚體中相對含量均高于MM。10～20 cm土層內，≥2.000 mm 粒級團聚體相對含量為CK>MD>MM>DD，CK與MD均顯著高于DD與MM;1.000～<2.000 mm 粒級中間作顯著高于單作與裸地，裸地顯著高于單作，而DD與MM無顯著差異;DD團聚體相對含量在0.500～<1.000 mm、0.250～<0.500 mm、0.106～<0.250 mm粒級中高于MM，在1.000～<2.000 mm、<0.106 mm中無明顯差異。

由圖3可知，在作物成熟期，團聚體在粒徑內的分布情況與拔節(jié)期、抽雄期規(guī)律一致，在≥2.000 mm粒級內相對含量最高。在0～10 cm土層內，≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm粒級內團聚體相對含量分布為MD>MM>DD>CK;DD在 0.500～<1.000 mm粒級中高于MM;其他粒級內單作大豆與玉米含量均較為接近，未達到顯著差異。10～20 cm 土層內，≥2.000 mm團聚體粒級分布為 CK>MD>DD>MM;1.000～<2.000 mm粒級中DD團聚體相對含量顯著高于MM;0.500～<1.000 mm粒級中MM顯著高于DD;0.250～<0.500 mm粒級中間作團聚體相對含量高于其他種植模式;在 <0.250 mm 各粒級中，不同種植模式間粒級相對含量均未形成顯著差異。

2.1.2 不同種植模式中土壤水穩(wěn)定性團聚體粒級分布特征

團聚體的水穩(wěn)性特征相較機械穩(wěn)定性而言，更加能夠代表土壤的團聚狀況好壞。由圖4可知，在0～10 cm土層中，團聚體的相對含量隨著粒級減小呈增大趨勢;但這種趨勢在10～20 cm土層中表現并不明顯，10～20 cm土層中團聚體主要分布在<1.000 mm各粒級之中。0～10 cm土層中，各個粒級中不同種植模式的團聚體相對含量均未達到顯著性差異;間作在≥2.000 mm粒級內團聚體相對含量高于其他種植模式;DD在≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm、0.106～<0.250 mm? 3個粒徑中表現高于MM;MM在0.500～<1.000 mm、0.250～<0.500 mm、<0.106 mm粒級中高于DD。10～20 mm 土層中，MD在≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm、0.250～<0.500 mm粒級高于單作與裸地;≥2.000 mm、0.106～<0.250 mm、<0.106 mm 粒級中DD團聚體相對含量高于MM;1.000～<2.000 mm、0.500～<1.000 mm、0.250～<0.500 mm粒級中MM高于DD。

由圖5可知，在抽雄期0～10 cm土層中，<0.106 mm 粒級中團聚體相對含量整體高于其他粒級，在10～20 cm土層中，<0.500 mm的小粒徑內團聚體相對含量整體要高于>0.500 mm的大粒級。0～10 cm 土層內，間作模式下的團聚體含量在≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm要高于其他種植模式;MM在≥2.000 mm粒級內高于DD;DD在0.250～<0.500 mm、0.106～<0.250 mm、<0.106 mm 粒級中高于MM;CK在0.250～<0.500 mm、<0.106 mm中高于其他種植模式。10～20 cm土層內，MD在≥2.000 mm，1.000～<2.000 mm、<0.106 mm粒級中團聚體相對含量高于其他種植模式;MM在≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm 粒級中高于DD;DD在 <1.000 mm 的各個粒級中團聚體含量高于MM;0.250～<0.500 mm粒級中CK團聚體含量高于其他種植模式。

由圖6可知，在作物成熟期的0～10 cm土層中，水穩(wěn)性團聚體相對含量在≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm、0.500～<1.000 mm粒級表現為逐漸升高的趨勢，在0.250～<0.500 mm、0.106～<0.250 mm、<0.106 mm粒級總體呈現先升后降的趨勢;10～20 cm土層的團聚體含量變化趨勢與 0～10 cm土層表現一致。在0～10 cm土層中，MD在≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm、0.250～<0.500 mm、<0.106 mm粒級團聚體相對含量均高于其他種植模式;MM在≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm、0.250～<0.500 mm粒級中表現高于DD;DD在0.106～<0.250 mm、<0.106 mm粒級團聚體中相對含量高于MM;CK在0.106～<0.250 mm 粒級中表現高于其他種植模式。10～20 cm 土層中，在≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm、0.500～<1.000 mm粒級中間作團聚體相對含量要高于其他種植模式;MM在≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm粒級中團聚體相對含量高于DD;DD在0.500～<1.000 mm、0.250～<0.500 mm、0.106～<0.250 mm、<0.106 mm粒級中高于MM。

2.2 不同種植模式對團聚體穩(wěn)定性的影響

2.2.1 不同種植模式對團聚體機械穩(wěn)定性特征值的影響

由表1可知，在0～10 cm土層中，CK、MM、MD處理下團聚體的MWD、GMD、R0.25隨著生育期的推進呈現逐步增長的趨勢，在成熟期達到最大值，DD處理呈現先降后升的趨勢，且成熟期的機械穩(wěn)定性指標顯著高于拔節(jié)期。干篩條件下MD處理在3個生育期的團聚體MWD整體均高于其他種植模式，在抽雄期與其他種植模式差異顯著，分別比CK、MM、DD提高1.52%、12.61%、16.52%;DD在拔節(jié)期MWD值高于MM;而MM在抽雄期與成熟期則高于DD，分別提高了3.48%、0.68%。間作處理的團聚體GMD在拔節(jié)期與抽雄期高于MM、DD，在抽雄期顯著高于MM、DD，分別提高13.48%、23.17%;CK處理下團聚體GMD在拔節(jié)期顯著高于其他種植模式，隨著生育期推進逐漸低于其他處理，在成熟期顯著低于其他處理;DD在拔節(jié)期顯著高于MM，在抽雄期顯著低于MM。MD處理在拔節(jié)期與成熟期R0.25整體高于其他種植模式;CK在抽雄期高于其他處理;DD處理在拔節(jié)期顯著高于MM， 而在抽雄期則顯著低于MM， 在成熟期DD與

MM差異不顯著。

在10～20 cm土層中，CK、DD、MD處理下團聚體MWD、GMD值在不同生育期大體表現為成熟期>拔節(jié)期>抽雄期，隨著生育期的推進呈現先降后升的變化趨勢，而MM呈現不斷升高的趨勢。DD、MM、MD處理下團聚體R0.25值為成熟期>拔節(jié)期>抽雄期，其中成熟期明顯高于其他2個時期，CK處理呈現不斷升高趨勢，成熟期達到最高值，分別比拔節(jié)期與抽雄期提高8.23%、6.25%。在拔節(jié)期，MD處理團聚體MWD高于其他處理，相較DD、MM分別顯著提高7.86%、22.76%，成熟期MD比DD、MM分別顯著提高3.29%、6.80%;CK處理在抽雄期與成熟期均高于其他種植模式;DD在拔節(jié)期與成熟期均顯著高于MM;MM在抽雄期顯著高于DD。MD處理下團聚體GMD在拔節(jié)期高于裸地與單作，且顯著高于DD、MM;CK處理下GMD在抽雄期與成熟期均為最高，且在抽雄期與其他處理差異顯著;DD處理在拔節(jié)期與成熟期均顯著高于MM;MM在抽雄期高于DD，但未達到顯著差異水平。間作處理在拔節(jié)期、抽雄期與成熟期均高于其他處理，部分達到顯著性差異水平;DD處理在3個生育期團聚體R0.25均高于MM。

2.2.2 不同種植模式對團聚體水穩(wěn)定性特征值的影響

由表2可知，在0～10 cm土層內，CK、DD、MM、MD 4種處理在3個生育期的團聚體MWD、GMD、R0.25值均表現為抽雄期>成熟期>拔節(jié)期，其中抽雄期的團聚體水穩(wěn)定性高于其他2個時期。MD處理下的水穩(wěn)性團聚體MWD在3個生育期均高于其他種植模式，其中在抽雄期達到最高值，分別比DD、MM提高20.29%、5.06%;DD相比MM來說，在拔節(jié)期表現出一定優(yōu)勢，提高了10.91%;MM隨著生育期的推進，團聚體MWD值逐漸高于DD，在抽雄期與成熟期分別比DD高出14.49%、10.77%。團聚體GMD值在不同生育期內均以MD最高，間作在拔節(jié)期分別比DD、MM單作高出8.11%、17.65%，在其他生育期各個種植模式均未達到顯著差異;DD在拔節(jié)期團聚體GMD高于MM;MM處理在抽雄期與成熟期高于DD。MD模式下團聚體R0.25值與MWD、GMD表現一致，均高于其他種植模式;DD處理在拔節(jié)期團聚體R0.25高于MM;MM在抽雄期比DD顯著提高11.17%，在成熟期略高于DD，但差異不顯著。

10～20 cm土層內，不同種植模式下團聚體水穩(wěn)性特征值隨生育期的推進表現先降后升的變化趨勢，為成熟期>拔節(jié)期>抽雄期，成熟期的各項指標為最大值，高于其他2個時期。在團聚體WMD指標中，間作在各個生育期都高于其他種植模式，其優(yōu)勢在拔節(jié)期與成熟期表現最為明顯，尤其在成熟期分別比CK、DD、MM提高了16.00%、11.54%、7.41%;DD處理在3個生育期均低于MM，分別比MM降低了4.11%、4.62%、3.70%;團聚體GMD指標間作的表現與WMD一致，間作在不同生育期內均高于其他種植模式，在拔節(jié)期比DD顯著提高16.28%，在成熟期比DD顯著提高22.22%;DD與MM處理在不同生育期內的變化趨勢也同WMD指標表現一致，均為MM>DD，且在成熟期差異顯著，玉米單作較大豆顯著提高17.78%;在團聚體R0.25指標中，MD在拔節(jié)期高于其他處理，在抽雄期與成熟期顯著高于DD;CK在抽雄期內表現高于其他種植模式，且較DD、MM顯著提高6.24%、5.50%;MM處理在不同生育期內均高于DD，且在拔節(jié)期與成熟期R0.25值與MD處理接近，較DD提高13.15%、17.38%。

2.2.3 不同種植模式對團聚體結構破壞率的影響

由表3可知，0～10 cm土層中，不同種植模式在不同生育期的團聚體結構破壞率（PAD）值表現為拔節(jié)期>成熟期>抽雄期;在抽雄期為最低值，表明抽雄期土壤的團聚狀況最好，破壞率最低。在拔節(jié)期，間作處理下PAD值均低于其他種植模式，相較DD、MM顯著降低5.82%、10.66%;CK處理PAD值顯著低于DD、MM;MM顯著高于DD。在抽雄期，PAD值排序為DD>MM>CK>MD，MD處理顯著低于其他種植模式，分別比CK、DD、MM降低26.14%、42.04%、27.80%。成熟期MD與MM處理顯著低于CK與DD;間作處理低于其他3種種植模式，MM顯著低于DD。

10～20 cm土層中，4種處理下PAD指標均隨著生育期的推進呈現不斷升高的趨勢，表現為拔節(jié)期<抽雄期<成熟期。拔節(jié)期間作處理PAD值均低于其他種植模式;DD處理為最大值，顯著高于其他種植模式。抽雄期MD為最小值，較DD處理顯著降低20.41%，較MM降低5.81%;MM較DD顯著降低15.51%。成熟期DD處理PAD值在4種處理中為最高，顯著高于其他3種模式;CK處理下PAD值明顯低于其他處理，為最小值;MM與MD處理PAD值較為接近，均顯著低于DD。

3 討論與結論

3.1 不同種植模式對土壤團聚體分布的影響

土壤團聚體是反映土壤結構狀況的基本單元，土壤團聚體的形成穩(wěn)定性對土壤的物理、化學性質都有著重要的影響，研究表明團聚體的穩(wěn)定性對于土壤侵蝕的減少有著重要作用，其中，水穩(wěn)性團聚體的百分含量是最重要的土壤性質，與土壤可蝕性密切相關[12]。土壤團聚體的形成和穩(wěn)定過程是十分復雜的，不僅受自然條件的影響，而且還受到人為活動的嚴重影響，影響土壤團聚體形成穩(wěn)定性的主要因子有土壤有機質、土壤微生物、植物根系、土地利用方式變化和土地管理措施變化等[13]。土地利用方式的改變，耕作方式的干擾等均會對土壤團聚體形成影響。土地利用方式的改變，會對土壤孔隙度、土壤密度、土壤容重、土壤滲水性等性質產生影響，從而影響團聚體的形成與穩(wěn)定性[14-15]。耕作措施會對土壤表層造成擾動，改變土壤內環(huán)境，耕作強度增加可促進土壤有機質周轉，減少土壤團聚作用的發(fā)生[16-17]。邱曉蕾等的研究表明，種植模式的改變也會對土壤團聚體產生影響，有機種植較常規(guī)種植增加了土壤中<0.25 mm的微團聚體，增加了土壤有機碳含量，促進了土壤的團聚作用[18]。本研究中不同種植模式的改變對土壤團聚體分布產生了不同的影響，且在作物不同生育期表現均有差異。從不同生育期來看，隨著生育期的推進，機械穩(wěn)定性大團聚體的占比越來越高，這與團聚體的形成機制關系密切。作物在生長后期根系越來越發(fā)達，而大團聚體的穩(wěn)定性在很大程度上取決于植物根系和菌絲[19-20]，同時大量的根系分泌物更加有利于微生物的生長活動，微生物產生的多糖是促進團聚體形成的順變性膠結劑[3]。而水穩(wěn)性團聚體在不同生育期均表現為微團聚體的百分比含量要高于大團聚體，且這種表現在0～10 cm土層比10～20 cm土層明顯。在作物生長發(fā)育過程中，要進行不同的土壤耕作管理措施，許多研究表明不同土壤管理措施會對土壤團聚體的分布形成影響[21]，這種影響在人為活動更加劇烈的土壤表層表現的更加明顯。在團聚體不同粒級中，間作對土壤團聚體形成的優(yōu)勢表現在>2.000 mm粒級團聚體中，其機械穩(wěn)定性團聚體與水穩(wěn)性團聚體的百分比含量均高于裸地與單作。作物間作有利于土壤有機碳的積累[22]，而土壤水穩(wěn)性團聚體的形成，必須依賴于土壤中的有機物質，Zhang等對水穩(wěn)定性團聚體的研究表明，紅壤水穩(wěn)定性大團聚體的形成主要依靠有機質的膠結作用[23]。 裸地模式下的土壤機械穩(wěn)定性團聚體在大團聚體中的百分比含量要高于單作，可能是由于裸地未種植作物，因此沒有土壤管理措施對土壤進行擾動，使其大團聚體含量較高。研究表明耕作會加速土壤有機質周轉速率，減少土壤內有機質含量，不利于團聚體形成[24]。玉米單作與大豆單作相比，隨著生育期的推進，玉米大團聚體的含量逐漸高于大豆單作，這可能是由于玉米不斷發(fā)達的根系導致，研究表明玉米的根系分泌物能夠增加大團聚體的穩(wěn)定性[25]，致使大團聚體占比升高。

3.2 不同種植模式對土壤團聚體穩(wěn)定性的影響

種植模式的改變對土壤團聚體分布產生影響的同時，也對團聚體的穩(wěn)定性產生了影響，團聚體的形成與穩(wěn)定實際是一個不可分割的過程。在土地上進行耕作等一系列人為活動時，不可避免地會破壞大團聚體[26-27]，而在生長過程中作物根系的生長發(fā)育、微生物的活動、有機物質的輸入等都會促使土壤團聚體的形成與穩(wěn)定性。本研究中土壤機械穩(wěn)定性團聚體表現為隨著生育期推進不斷升高的趨勢，這可能是由于隨著作物的不斷生長，根系不斷發(fā)達，分泌出更多的根系分泌物，作為臨時性膠結劑促進團聚體的形成與穩(wěn)定性，且根系在土壤中的穿插擠壓作用也能夠對團聚體產生影響[28]。而水穩(wěn)性團聚體的各項穩(wěn)定性指標在抽雄期達到最大，而成熟期有所下降。這可能是由于在作物生長過程中，微生物數量在抽雄期達到最大，而在成熟期下降的原因。許多研究均已表明在作物生育期內微生物數量在抽雄期為最大值[29-30]。在不同生育期內，間作模式相對于其他種植模式土壤團聚體的MWD、GMD、R0.25、PAD值均表現出一定優(yōu)勢，表明間作能夠促進土壤團聚體的穩(wěn)定。這可能與間作能夠增加土壤有機質與微生物量含量有關[31]。裸地與單作在團聚體穩(wěn)定性的規(guī)律表現與團聚體分布一致，裸地相較于單作表現出一定優(yōu)勢，而玉米單作隨著作物生長團聚體穩(wěn)定性各項指標值逐漸高于大豆單作。

土壤團聚體在作物不同生育期內的分布與穩(wěn)定性有所不同。隨著生育期的增長，作物根系不斷發(fā)達、土壤微生物活動的增強等因素導致團聚體粒級分布發(fā)生改變，但從總體來看不同時期內機械穩(wěn)定性團聚體均以≥2.000 mm粒級團聚體占比最高，水穩(wěn)性團聚體則主要集中在<0.250 mm粒級。不同時期內間作相對其他種植模式的優(yōu)勢主要表現在≥2.000 mm粒級團聚體內，該粒級內百分比含量主要表現為間作>裸地>單作。團聚體穩(wěn)定性也隨生育期不斷增強，但水穩(wěn)性團聚體在成熟期穩(wěn)定性較抽雄期有所下降，主要是由于土壤中微生物數量降低導致。不同種植模式下，間作在各時期均表現出明顯優(yōu)勢，尤其是0～10 cm土層下PAD值在抽雄期分別比CK、DD、MM顯著降低了26.14%、42.04%、27.80%。種植模式對土壤團聚體的干擾在0～10 cm土層表現更為強烈，10～20 cm土層相較表層土規(guī)律變化不明顯。

參考文獻：

[1]文 倩，關 欣. 土壤團聚體形成的研究進展[J]. 干旱區(qū)研究，2004，21（4）：434-438.

[2]Barral M T，Arias M，Guérif J. Effects of iron and organic matter on the porosity and structural stability of soil aggregates[J]. Soil and Tillage Research，1998，46（3/4）：261-272.

[3]Jastrow J D. Soil aggregate formation and the accrual of particulate and mineral-associated organic matter[J]. Soil Biology and Biochemistry，1996，28（4/5）：665-676.

[4]何云峰，徐建民，侯惠珍，等. 有機無機復合作用對紅壤團聚體組成及腐殖質氧化穩(wěn)定性的影響[J]. 浙江農業(yè)學報，1998，10（4）：197-200.

[5]方華軍，楊學明，張曉平，等. 東北黑土區(qū)坡耕地表層土壤顆粒有機碳和團聚體結合碳的空間分布[J]. 生態(tài)學報，2006，26（9）：2847-2854.

[6]陳小強，范茂攀，王自林，等. 不同種植模式對云南省中部坡耕地水土保持的影響[J]. 水土保持學報，2015，29（4）：48-52，65.

[7]鄧 超，李永梅，范茂攀，等. 大豆單間作對土壤團聚體及固土能力的影響[J]. 水土保持研究，2020，27（2）：77-83.

[8]王 婷，李永梅，王自林，等. 間作對玉米根系分泌物及團聚體穩(wěn)定性的影響[J]. 水土保持學報，2018，32（3）：185-190.

[9]Sprent J I.Adherence of sand particles to soybean roots under water stress[J]. New Phytologist，1975，74（3）：461-463.

[10]沈雪峰，方 越，董朝霞，等. 甘蔗/花生間作對土壤微生物和土壤酶活性的影響[J]. 作物雜志，2014（5）：55-58.

[11]唐秀梅，鐘瑞春，蔣 菁，等. 木薯/花生間作對根際土壤微生態(tài)的影響[J]. 基因組學與應用生物學，2015，34（1）：117-124.

[12]盧金偉，李占斌. 土壤團聚體研究進展[J]. 水土保持研究，2002，9（1）：81-85.

[13]王清奎，汪思龍. 土壤團聚體形成與穩(wěn)定機制及影響因素[J]. 土壤通報，2005，36（3）：415-421.

[14]章明奎，何振立，陳國潮，等. 利用方式對紅壤水穩(wěn)定性團聚體形成的影響[J]. 土壤學報，1997，34（4）：359-366.

[15]侯春霞，駱東奇，謝德體，等. 不同利用方式對紫色土團聚體形成的影響[J]. 西南農業(yè)大學學報（自然科學版），2003，25（5）：467-470.

[16]Six J，Elliott E T，Paustian K，et al. Aggregation and soil organic matter accumulation in cultivated and native grassland soils[J]. Soil Science Society of America Journal，1998，62（5）：1367-1377.

[17]Wright S F，Starr J L，Paltineanu I C. Changes in aggregate stability and concentration of glomalin during tillage management transition[J]. Soil Science Society of America Journal，1999，63（6）：1825-1829.

[18]邱曉蕾，宗良綱，劉一凡，等. 不同種植模式對土壤團聚體及有機碳組分的影響[J]. 環(huán)境科學，2015，36（3）：1045-1052.

[19]Jastrow J D，Miller R M，Lussenhop J.Contributions of interacting biological mechanisms to soil aggregate stabilization in restored prairie[J]. Soil Biology and Biochemistry，1998，30（7）：905-916.

[20]李 婕，楊學云，孫本華，等. 不同土壤管理措施下土團聚體的大小分布及其穩(wěn)定性[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報，2014，20（2）：346-354.

[21]Bach E M，Hofmockel K S. Coupled carbon and nitrogen inputs increase microbial biomass and activity in prairie bioenergy systems[J]. Ecosystems，2015，18（3）：417-427.

[22]王英俊，李同川，張道勇，等. 間作白三葉對蘋果/白三葉復合系統(tǒng)土壤團聚體及團聚體碳含量的影響[J]. 草地學報，2013，21（3）：485-493.

[23]Zhang M K，He Z L，Chen G C，et al.Formation and water stability of aggregates in red soils as affected by organic matter[J]. Pedosphere，1996，6（1）：39-45.

[24]趙京考，劉作新，韓永俊. 土壤團聚體的形成與分散及其在農業(yè)生產上的應用[J]. 水土保持學報，2003，17（6）：163-166.

[25]Pojasok T，Kay B D.Effect of root exudates from corn and bromegrass on soil structural stability[J]. Canadian Journal of Soil Science，1990，70（3）：351-362.

[26]王 勇，姬 強，劉 帥，等. 耕作措施對土壤水穩(wěn)性團聚體及有機碳分布的影響[J]. 農業(yè)環(huán)境科學學報，2012，31（7）：1365-1373.

[27]楊如萍，郭賢仕，呂軍峰，等. 不同耕作和種植模式對土壤團聚體分布及穩(wěn)定性的影響[J]. 水土保持學報，2010，24（1）：252-256.

[28]史 奕，陳 欣，沈善敏. 有機膠結形成土壤團聚體的機理及理論模型[J]. 應用生態(tài)學報，2002，13（11）：1495-1498.

[29]于 樹，汪景寬，王 鑫，等. 不同施肥處理的土壤肥力指標及微生物碳、氮在玉米生育期內的動態(tài)變化[J]. 水土保持學報，2007，21（4）：137-140.

[30]隋躍宇，張興義，焦曉光.不同施肥制度對玉米生育期土壤微生物量的影響[J]. 中國生態(tài)農業(yè)學報，2007，15（3）：52-54.

[31]張道勇，李會科，郭 宏，等. 間作白三葉對蘋果/白三葉復合系統(tǒng)土壤微生物量碳、氮及酶活性的影響[J]. 水土保持研究，2015，22（5）：39-45.