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CO2浓度增加和秸秆还田对黑土团聚体有机碳的影响 岳娅 薛海清 冯茜 苗欢 苗淑杰 乔云发 引用本文 岳娅 薛海清 冯茜 苗欢 苗淑杰 乔云发 CO2浓度增加和秸秆还田对黑土团聚体有机碳的影响 J 农业环境科学学报 2023 42 4 943 950 在线阅读 View online https doi org 10 11654 jaes 2022 0793 您可能感兴趣的其他文章 Articles you may be interested in 秸秆还田与浅埋滴灌对玉米耕层土壤水稳性团聚体及其碳含量的影响 张明伟 杨恒山 邰继承 范秀艳 葛选良 张雨珊 徐晓 农业环境科学学报 2022 41 5 999 O13 1 https doi org 10 11654 jaes 2021 1281 不同种植模式下坡耕地红壤团聚体有机碳矿化特征 乌达木 范茂攀 赵吉霞 李孝梅 李永梅 农业环境科学学报 2021 40 7 1519 1528 https doi org 10 11654 jaes 2020 1446 秸秆还田对麦玉系统土壤有机碳稳定性的影响 王学霞 张磊 梁丽娜 宋宁宁 刘东生 王甲辰 农业环境科学学报 2020 39 8 1774 1782 https doi org 10 11654 jaes 2020 0010 生物炭对棕壤团聚体空间分布及有机碳的影响 孙强 杨旭 孟军 兰宇 韩晓日 农业环境科学学报 2022 41 11 2515 2524 https doi org 10 11654 jaes 2022 0305 香蕉秆及其生物炭对双季水稻土团聚体及碳库管理的影响 王超 邱竞驰 李建华 卢瑛 李博 唐贤 董玉清 胡家帅 农业环境科学学报 2022 41 3 537 546 https doi org 10 11654 jaes 2021 0766 关注微信公众号 获得更多资讯信息农 业 环 境 科 学 学 报 J o u r n a l o f A g r o E n v i r o n m e n t S c i e n c e 2 0 2 3 4 2 4 9 4 3 9 5 0 2 0 2 3 年 4 月 岳 娅 薛 海 清 冯 茜 等 C O 2 浓 度 增 加 和 秸 秆 还 田 对 黑 土 团 聚 体 有 机 碳 的 影 响 J 农 业 环 境 科 学 学 报 2 0 2 3 4 2 4 9 4 3 9 5 0 Y U E Y X U E H Q F E N G Q e t a l E f f e c t s o f a t m o s p h e r i c C O 2 e n r i c h m e n t a n d s t r a w r e t u r n o n a g g r e g a t e o r g a n i c c a r b o n i n b l a c k s o i l J J o u r n a l o f A g r o E n v i r o n m e n t S c i e n c e 2 0 2 3 4 2 4 9 4 3 9 5 0 C O 2 浓 度 增 加 和 秸 秆 还 田 对 黑 土 团 聚 体 有 机 碳 的 影 响 岳 娅 薛 海 清 冯 茜 苗 欢 苗 淑 杰 乔 云 发 南 京 信 息 工 程 大 学 应 用 气 象 学 院 南 京 2 1 0 0 4 4 E f f e c t s o f a t m o s p h e r i c C O 2 e n r i c h m e n t a n d s t r a w r e t u r n o n a g g r e g a t e o r g a n i c c a r b o n i n b l a c k s o i l Y U E Y a X U E H a i q i n g F E N G Q i a n M I A O H u a n M I A O S h u j i e Q I A O Y u n f a S c h o o l o f A p p l i e d M e t e o r o l o g y N a n j i n g U n i v e r s i t y o f I n f o r m a t i o n S c i e n c e T e c h n o l o g y N a n j i n g 2 1 0 0 4 4 C h i n a A b s t r a c t T h e r e s p o n s e s o f o r g a n i c c a r b o n d i s t r i b u t i o n i n s o i l a g g r e g a t e s t o C O 2 e n r i c h m e n t a n d s t r a w r e t u r n w e r e s t u d i e d t o p r o v i d e t h e o r e t i c a l e v i d e n c e f o r t h e c a r b o n s e q u e s t r a t i o n a n d m i t i g a t i o n o f b l a c k s o i l B a s e d o n t h e l o n g t e r m C O 2 e n r i c h m e n t e x p e r i m e n t a l p l a t f o r m l o c a t e d i n t h e b l a c k s o i l r e g i o n o f n o r t h e a s t C h i n a f o u r t r e a t m e n t s w e r e s e t T h e t r e a t m e n t s w e r e t h e c o n t r o l C K i n c r e a s i n g C O 2 c o n c e n t r a t i o n t o 1 2 5 9 7 2 m g m 3 E C s t r a w r e t u r n i n g S T a n d i n c r e a s i n g C O 2 c o n c e n t r a t i o n c o m b i n e d w i t h s t r a w r e t u r n i n g E C S T T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e E C a n d S T t r e a t m e n t s h a d n o s i g n i f i c a n t e f f e c t o n t h e t o t a l s o i l o r g a n i c c a r b o n w h e r e a s t h e E C S T t r e a t m e n t i n c r e a s e d t o t a l s o i l o r g a n i c c a r b o n b y 3 0 9 g k g 1 P 0 0 5 T h e E C t r e a t m e n t h a d n o s i g n i f i c a n t e f f e c t o n t h e p r o p o r t i o n o f s o i l a g g r e g a t e s 收 稿 日 期 2 0 2 2 0 8 0 5 录 用 日 期 2 0 2 2 1 0 3 1 作 者 简 介 岳 娅 1 9 9 8 女 河 南 商 丘 人 硕 士 研 究 生 从 事 土 壤 有 机 碳 与 全 球 变 化 研 究 E m a i l y u e 9 8 3 9 2 1 6 3 c o m 通 信 作 者 苗 淑 杰 E m a i l s j m i a o 2 0 1 5 n u i s t e d u c n 基 金 项 目 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 4 2 1 7 7 2 7 9 江 苏 省 农 业 自 主 创 新 项 目 C X 2 1 3 1 7 0 P r o j e c t s u p p o r t e d T h e N a t i o n a l N a t u r a l S c i e n c e F o u n d a t i o n o f C h i n a 4 2 1 7 7 2 7 9 J i a n g s u A g r i c u l t u r e S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y I n n o v a t i o n F u n d C X 2 1 3 1 7 0 摘 要 为 研 究 土 壤 团 聚 体 有 机 碳 分 布 对 C O 2 浓 度 增 加 和 秸 秆 还 田 的 响 应 本 研 究 以 东 北 黑 土 区 长 期 C O 2 增 加 定 位 试 验 平 台 为 依 托 设 置 4 个 处 理 分 别 为 对 照 C K 增 加 C O 2 浓 度 达 1 2 5 9 7 2 m g m 3 E C 秸 秆 还 田 S T 和 增 加 C O 2 浓 度 结 合 秸 秆 还 田 E C S T 结 果 表 明 E C 与 S T 处 理 对 土 壤 总 有 机 碳 含 量 无 显 著 影 响 但 E C S T 处 理 使 土 壤 总 有 机 碳 含 量 提 升 3 0 9 g k g 1 P 0 5 1 m m 大 团 聚 体 占 比 分 别 提 高 1 4 9 8 个 百 分 点 与 8 2 0 个 百 分 点 此 外 S T 处 理 使 0 0 5 3 m m 微 团 聚 体 占 比 减 少 1 2 8 8 个 百 分 点 水 稳 性 团 聚 体 数 量 R 0 2 5 增 加 0 1 4 平 均 质 量 直 径 d M W 增 加 0 0 8 m m D 减 少 0 1 1 P 1 m m 大 团 聚 体 占 比 增 加 4 0 7 个 百 分 点 d M W 增 加 0 1 1 m m 土 壤 团 聚 体 稳 定 性 增 加 E C 与 E C S T 处 理 较 C K 处 理 相 比 分 别 使 0 0 5 3 m m 微 团 聚 体 土 壤 有 机 碳 含 量 提 升 了 0 6 6 g k g 1 和 1 9 8 g k g 1 S T 处 理 使 1 m m 大 团 聚 体 土 壤 有 机 碳 含 量 提 高 0 5 5 g k g 1 0 2 5 0 5 m m 大 团 聚 体 有 机 碳 含 量 降 低 1 1 3 g k g 1 E C S T 处 理 使 1 m m 大 团 聚 体 土 壤 有 机 碳 含 量 减 少 3 0 5 g k g 1 P 0 5 1 m m 大 团 聚 体 有 机 碳 贡 献 率 增 加 1 4 3 5 个 百 分 点 E C S T 处 理 使 1 m m 大 团 聚 体 和 0 5 1 m m 大 团 聚 体 有 机 碳 贡 献 率 分 别 增 加 3 2 5 个 和 6 7 4 个 百 分 点 0 0 5 3 0 2 5 m m 微 团 聚 体 有 机 碳 贡 献 率 降 低 5 8 2 个 百 分 点 研 究 表 明 秸 秆 还 田 可 以 弥 补 C O 2 浓 度 增 加 导 致 的 土 壤 总 有 机 碳 含 量 下 降 与 团 聚 体 结 构 变 差 的 不 利 结 果 虽 然 秸 秆 还 田 时 其 本 身 矿 化 会 向 大 气 中 释 放 C O 2 但 是 在 未 来 大 气 C O 2 浓 度 增 加 的 背 景 下 秸 秆 还 田 是 提 高 黑 土 有 机 碳 含 量 的 潜 在 有 效 措 施 值 得 在 东 北 黑 土 区 推 广 且 需 要 进 一 步 探 究 其 释 放 到 大 气 中 的 C O 2 对 温 室 效 应 的 影 响 关 键 词 C O 2 浓 度 秸 秆 还 田 土 壤 团 聚 体 有 机 碳 贡 献 率 中 图 分 类 号 S 1 5 3 6 文 献 标 志 码 A 文 章 编 号 1 6 7 2 2 0 4 3 2 0 2 3 0 4 0 9 4 3 0 8 d o i 1 0 1 1 6 5 4 j a e s 2 0 2 2 0 7 9 3农 业 环 境 科 学 学 报 第 4 2 卷 第 4 期 自 工 业 革 命 以 来 由 于 人 类 活 动 导 致 的 温 室 气 体 排 放 急 剧 增 加 根 据 I P C C 第 五 次 评 估 报 告 预 测 到 2 1 世 纪 末 大 气 C O 2 浓 度 将 会 达 到 1 2 5 9 7 2 m g m 3 1 C O 2 作 为 影 响 植 物 生 长 的 关 键 环 境 因 子 对 植 物 的 生 长 发 育 和 生 理 功 能 都 会 产 生 显 著 影 响 2 C O 2 是 光 合 作 用 的 底 物 植 物 通 过 光 合 作 用 将 大 气 中 的 C O 2 固 定 到 植 物 体 内 又 通 过 根 系 分 泌 物 和 凋 落 物 等 将 一 部 分 光 合 碳 输 入 到 土 壤 中 3 4 从 而 为 土 壤 中 的 微 生 物 提 供 碳 源 和 能 源 然 而 有 研 究 表 明 大 气 C O 2 浓 度 升 高 加 快 了 土 壤 有 机 碳 S O C 的 分 解 速 率 从 而 使 更 多 的 C O 2 被 释 放 到 大 气 中 5 v a n G r o e n i g e n 等 6 结 合 原 位 数 据 分 析 指 出 C O 2 浓 度 升 高 能 使 土 壤 中 碳 的 输 入 增 加 1 9 8 但 是 也 有 些 C O 2 倍 增 试 验 的 结 果 显 示 大 气 C O 2 浓 度 升 高 后 土 壤 全 碳 的 含 量 反 而 有 所 降 低 7 v a n K e s s e l 等 8 进 行 了 1 0 a 开 放 式 大 气 C O 2 浓 度 倍 增 试 验 后 提 出 高 浓 度 C O 2 并 未 使 瑞 士 草 地 土 壤 的 全 碳 量 有 任 何 改 变 可 见 土 壤 碳 库 对 高 C O 2 浓 度 的 响 应 存 在 一 定 的 争 议 面 对 大 气 C O 2 浓 度 增 加 的 趋 势 深 入 了 解 S O C 的 变 化 规 律 将 有 利 于 我 国 提 出 的 双 碳 目 标 的 实 现 秸 秆 还 田 是 实 现 黑 土 区 土 壤 可 持 续 发 展 的 有 效 途 径 9 秸 秆 腐 解 后 回 归 土 壤 可 以 提 高 S O C 的 输 入 量 并 且 输 入 大 量 的 易 分 解 碳 组 分 有 利 于 抑 制 土 壤 原 有 有 机 碳 的 矿 化 分 解 从 而 有 望 增 加 S O C 含 量 1 0 李 昌 新 等 1 1 通 过 近 2 0 a 的 连 续 定 位 试 验 发 现 秸 秆 还 田 处 理 比 未 添 加 秸 秆 的 对 照 处 理 的 S O C 含 量 增 加 了 3 0 8 高 洪 军 等 1 2 1 3 通 过 田 间 定 位 试 验 发 现 玉 米 秸 秆 还 田 能 够 显 著 提 高 黑 钙 土 各 粒 级 团 聚 体 的 有 机 碳 含 量 尤 其 对 0 2 5 m m 大 团 聚 体 有 机 碳 含 量 增 加 的 贡 献 更 大 减 少 了 微 团 聚 体 有 机 碳 的 贡 献 率 刘 恩 科 等 1 4 经 过 1 6 a 对 褐 潮 土 进 行 有 机 肥 和 化 肥 配 施 的 研 究 也 认 为 秸 秆 还 田 可 明 显 提 高 各 粒 级 团 聚 体 有 机 碳 含 量 尤 其 是 对 大 团 聚 体 有 机 碳 含 量 增 加 的 贡 献 更 大 这 些 结 果 均 表 明 秸 秆 还 田 在 提 高 土 壤 团 聚 体 稳 定 性 的 同 时 还 能 显 著 提 高 大 团 聚 体 中 的 有 机 碳 含 量 1 5 1 6 但 是 面 对 大 气 C O 2 持 续 增 加 的 大 背 景 秸 秆 还 田 对 土 壤 团 聚 体 结 构 和 有 机 碳 含 量 的 影 响 是 否 会 受 到 影 响 目 前 还 未 见 明 确 报 道 土 壤 团 聚 体 是 土 壤 结 构 的 重 要 组 成 部 分 1 7 不 仅 调 节 着 土 壤 微 环 境 而 且 与 S O C 储 量 和 周 转 关 系 紧 密 土 壤 团 聚 体 通 过 物 理 作 用 保 护 固 持 S O C 对 土 壤 养 分 以 及 结 构 稳 定 性 具 有 决 定 作 用 反 之 S O C 又 是 促 进 土 壤 团 聚 体 形 成 的 主 要 胶 结 物 质 1 8 因 此 S O C 含 量 是 评 价 土 壤 肥 力 的 重 要 指 标 之 一 有 机 碳 损 失 不 利 于 微 团 聚 体 凝 结 成 大 团 聚 体 同 时 还 会 使 团 聚 体 结 构 稳 定 性 减 弱 增 加 土 壤 遭 受 侵 蚀 的 风 险 1 9 我 国 东 北 黑 土 区 作 为 全 球 仅 有 的 三 大 黑 土 区 之 一 是 地 球 上 最 珍 贵 的 土 壤 资 源 2 0 2 1 但 是 近 年 来 由 于 受 到 人 a l t h o u g h t h e f r a c t a l d i m e n s i o n D i n c r e a s e d b y 0 0 6 a n d t h e s t a b i l i t y o f t h e s o i l a g g r e g a t e s d e c r e a s e d B o t h t h e S T a n d E C S T t r e a t m e n t s i n c r e a s e d t h e p r o p o r t i o n o f 0 5 1 m m m a c r o a g g r e g a t e s b y 1 4 9 8 p e r c e n t a g e p o i n t s a n d 8 2 0 p e r c e n t a g e p o i n t s r e s p e c t i v e l y I n a d d i t i o n t h e S T t r e a t m e n t r e d u c e d t h e p r o p o r t i o n o f 0 0 5 3 m m m i c r o a g g r e g a t e s b y 1 2 8 8 p e r c e n t a g e p o i n t s i n c r e a s e d t h e n u m b e r o f w a t e r s t a b l e a g g r e g a t e s R 0 2 5 b y 0 1 4 a n d t h e a v e r a g e w e i g h t d i a m e t e r d M W w a s i n c r e a s e d b y 0 0 8 m m f u r t h e r m o r e D d e c r e a s e d b y 0 1 1 P 1 m m m a c r o a g g r e g a t e s b y 4 0 7 p e r c e n t a g e p o i n t s a n d a l s o i n c r e a s e d t h e d M W b y 0 1 1 m m a n d i n c r e a s e d t h e s t a b i l i t y o f s o i l a g g r e g a t e s C o m p a r e d w i t h C K t h e E C a n d E C S T t r e a t m e n t s i n c r e a s e d t h e s o i l o r g a n i c c a r b o n c o n t e n t o f 0 0 5 3 m m m i c r o a g g r e g a t e s b y 0 6 6 g k g 1 a n d 1 9 8 g k g 1 r e s p e c t i v e l y I n a d d i t i o n t h e S T t r e a t m e n t i n c r e a s e d t h e 1 m m m a c r o a g g r e g a t e c o n t e n t o f s o i l o r g a n i c c a r b o n b y 0 5 5 g k g 1 w h i l s t 0 2 5 0 5 m m m a c r o a g g r e g a t e s d e c r e a s e d b y 1 1 3 g k g 1 I n a d d i t i o n t h e E C S T t r e a t m e n t r e d u c e d 1 m m m a c r o a g g r e g a t e s b y 3 0 5 g k g 1 P 0 5 1 m m m a c r o a g g r e g a t e s w a s i n c r e a s e d b y 1 4 3 5 p e r c e n t a g e p o i n t s a n d t h e E C S T t r e a t m e n t i n c r e a s e d t h e o r g a n i c c a r b o n c o n t r i b u t i o n r a t e o f b o t h 1 m m m a c r o a g g r e g a t e s a n d 0 5 1 m m m a c r o a g g r e g a t e s b y 3 2 5 p e r c e n t a g e p o i n t s a n d 6 7 4 p e r c e n t a g e p o i n t s r e s p e c t i v e l y A d d i t i o n a l l y 0 0 5 3 0 2 5 m m m i c r o a g g r e g a t e o r g a n i c c a r b o n c o n t r i b u t i o n r a t e w a s d e c r e a s e d b y 5 8 2 p e r c e n t a g e p o i n t s S t r a w r e t u r n i n g c o u l d c o m p e n s a t e f o r t h e a d v e r s e e f f e c t s o n t h e d e c r e a s e o f s o i l t o t a l o r g a n i c c a r b o n c o n t e n t a n d t h e d e t e r i o r a t i o n o f a g g r e g a t e s t r u c t u r e r e s u l t i n g f r o m a n i n c r e a s i n g C O 2 c o n c e n t r a t i o n A l t h o u g h t h e m i n e r a l i z a t i o n o f s t r a w r e t u r n i n g r e l e a s e s C O 2 i n t o t h e a t m o s p h e r e i t i s s t i l l a p o t e n t i a l l y e f f e c t i v e m e a s u r e f o r i n c r e a s i n g t h e c o n t e n t o f o r g a n i c c a r b o n i n b l a c k s o i l a n d t h e r e f o r e s h o u l d b e a p p l i e d i n t h e b l a c k s o i l r e g i o n o f n o r t h e a s t C h i n a H o w e v e r t h e i m p a c t s o f t h i s C O 2 r e l e a s e d i n t o t h e a t m o s p h e r e a n d t h e g r e e n h o u s e e f f e c t s t i l l n e e d t o b e f u r t h e r s t u d i e d K e y w o r d s C O 2 c o n c e n t r a t i o n s t r a w r e t u r n s o i l a g g r e g a t e o r g a n i c c a r b o n c o n t r i b u t i o n r a t e 9 4 4岳 娅 等 C O 2 浓 度 增 加 和 秸 秆 还 田 对 黑 土 团 聚 体 有 机 碳 的 影 响 2 0 2 3 年 4 月 w w w a e s o r g c n 类 掠 夺 式 开 发 利 用 的 影 响 黑 土 地 土 层 变 薄 肥 力 下 降 污 染 等 环 境 问 题 突 出 这 将 直 接 威 胁 到 我 国 粮 食 安 全 2 1 因 此 急 需 找 到 切 实 可 行 的 措 施 来 提 高 S O C 含 量 从 而 降 低 黑 土 区 进 一 步 遭 受 侵 蚀 的 风 险 现 有 研 究 主 要 涉 及 C O 2 浓 度 增 加 以 及 秸 秆 还 田 单 因 素 对 S O C 的 影 响 而 二 者 交 互 作 用 对 黑 土 团 聚 体 有 机碳分布的影响鲜有研究 因此 本研究以东北黑土为 研 究 对 象 探 究 大 气 C O 2 浓 度 增 加 背 景 下 秸 秆 还 田 对 土 壤 团 聚 体 分 布 特 征 及 团 聚 体 有 机 碳 含 量 的 影 响 以 期 为 稳 定 黑 土 有 机 碳 库 提 供 可 能 的 技 术 措 施 并 为 该 地区土壤质量和固碳能力的提升提供理论依据 1 材 料 与 方 法 1 1 研 究 区 概 况 试 验 区 位 于 黑 龙 江 省 海 伦 市 中 国 科 学 院 海 伦 农 业 生 态 实 验 站 4 7 2 7 N 1 2 6 5 5 E 地 处 我 国 东 北 黑 土 区 的 中 心 该 地 地 形 较 为 平 坦 海 拔 高 度 2 4 0 m 左 右 温 带 大 陆 性 季 风 气 候 全 年 四 季 分 明 雨 热 同 期 夏 季 高 温 多 雨 冬 季 寒 冷 干 燥 年 降 水 量 5 0 0 6 0 0 m m 其 中 6 8 月 的 降 水 量 占 全 年 总 降 水 量 的 近 7 0 多 年 平 均 气 温 在 1 5 左 右 1 0 的 活 动 积 温 为 2 6 0 0 2 8 0 0 年 平 均 无 霜 期 1 3 0 d 年 日 照 时 数 2 6 0 0 2 8 0 0 h 年 总 辐 射 量 4 6 6 k J c m 2 农 作 物 以 一 年 一 熟 制 为 主 供 试 土 壤 为 典 型 黑 土 土 壤 母 质 为 第 四 纪 黄 土 状 母 质 含 有 4 0 的 黏 土 3 4 的 砂 土 和 2 6 的 粉 土 试 验 前 耕 层 土 壤 0 2 0 c m 有 机 碳 含 量 为 2 9 6 6 g k g 1 全 氮 含 量 为 2 0 8 g k g 1 全 磷 含 量 为 0 7 8 g k g 1 全 钾 含 量 为 2 1 3 7 g k g 1 碱 解 氮 含 量 为 2 0 3 3 9 m g k g 1 有 效 磷 含 量 为 2 9 9 8 m g k g 1 速 效 钾 含 量 为 1 2 2 6 1 m g k g 1 p H 为 6 0 5 1 2 试 验 设 计 气 候 变 化 长 期 定 位 试 验 开 始 于 2 0 1 2 年 5 月 试 验 设 置 4 个 处 理 分 别 为 对 照 C K 增 加 C O 2 浓 度 达 1 2 5 9 7 2 m g m 3 E C 秸 秆 还 田 S T 增 加 C O 2 浓 度 并 秸 秆 还 田 E C S T 每 个 处 理 3 次 重 复 随 机 分 布 于 O T C 开 顶 箱 装 置 内 O T C 为 八 角 形 高 3 m 内 长 1 2 m 体 积 2 0 m 3 O T C 内 为 田 间 原 位 土 壤 各 小 区 间 用 埋 深 5 0 c m 且 高 出 地 表 1 0 c m 的 P V C 板 隔 开 以 阻 止 小 区 间 土 壤 和 水 分 的 交 叉 影 响 图 1 每 个 O T C 作 为 一 个 试 验 小 区 小 区 平 均 分 为 3 部 分 其 中 一 部 分 种 植 作 为 秸 秆 材 料 的 玉 米 玉 米 品 种 为 德 美 亚 1 号 种 植 密 度 为 6 株 m 2 每 公 顷 施 肥 量 为 尿 素 1 7 4 k g 过 磷 酸 钙 4 0 2 k g 硫 酸 钾 4 4 8 k g 生 长 过 程 中 的 水 分 依 赖 于 自 然 降 水 剩 余 两 部 分 连 作 大 豆 大 豆 品 种 为 东 升 2 号 种 植 密 度 为 2 7 株 m 2 每 公 顷 施 肥 量 为 尿 素 6 3 k g 过 磷 酸 钙 2 4 1 k g 硫 酸 钾 2 9 8 k g 生 长 过 程 中 的 水 分 依 赖 于 自 然 降 水 通 过 O T C 内 圈 网 状 管 道 向 内 喷 射 纯 C O 2 气 体 C O 2 排 气 管 的 高 度 距 作 物 冠 层 5 0 c m 左 右 根 据 作 物 高 度 随 时 调 整 并 且 通 过 3 0 m 深 的 地 下 水 循 环 来 保 持 O T C 内 温 度 与 外 界 温 度 一 致 根 据 预 设 定 的 C O 2 浓 度 自 动 调 节 C O 2 气 体 的 释 放 速 度 使 作 物 生 育 期 内 C O 2 浓 度 维 持 在 设 定 水 平 秸 秆 为 当 年 秋 季 收 获 的 该 小 区 内 玉 米 全 量 秸 秆 采 用 秸 秆 粉 碎 机 将 秸 秆 粉 碎 成 3 4 c m 长 度 后 施 入 0 2 0 c m 土 壤 中 并 充 分 混 匀 1 3 土 壤 样 品 采 集 与 测 定 试 验 第 9 年 2 0 2 0 年 1 0 月 初 采 集 大 豆 区 土 壤 样 品 取 样 深 度 为 0 2 0 c m 用 采 样 锹 于 每 个 小 区 取 样 3 份 样 品 混 合 后 作 为 一 个 重 复 土 样 带 回 实 验 室 室 内 阴 干 一 部 分 保 持 从 田 间 采 集 来 的 原 样 用 于 团 聚 体 分 级 另 一 部 分 磨 碎 过 0 2 5 m m 筛 用 于 测 定 S O C 含 量 采 用 湿 筛 法 进 行 水 稳 性 团 聚 体 筛 分 将 土 壤 分 为 5 个 粒 级 分 别 为 1 0 5 1 0 2 5 0 5 0 0 5 3 0 2 5 m m 和 0 0 5 3 m m 采 用 高 温 外 加 热 重 铬 酸 钾 氧 化 容 量 法 测 定 S O C 含 量 1 4 数 据 处 理 与 分 析 水 稳 性 团 聚 体 数 量 R 0 2 5 计 算 公 式 R 0 2 5 M r 0 2 5 M 式 中 M r 0 2 5 为 粒 径 大 于 0 2 5 m m 大 团 聚 体 的 质 量 g M 为 所 有 团 聚 体 的 质 量 g 平 均 质 量 直 径 d M W 计 算 公 式 d M W i 1 n X i W i 图 1 试 验 处 理 照 片 F i g u r e 1 P h o t o o f t h e e x p e r i m e n t a l t r e a t m e n t s 9 4 5农 业 环 境 科 学 学 报 第 4 2 卷 第 4 期 式 中 X i 是 各 粒 径 下 团 聚 体 的 平 均 直 径 m m W i 是 与 X i 对 应 的 各 粒 级 团 聚 体 的 质 量 百 分 比 分 形 维 数 D 计 算 公 式 3 D l g d i d m a x l g W r d i W 式 中 d i 为 相 邻 两 粒 级 团 聚 体 的 平 均 直 径 m m d m a x 为 最 大 土 粒 直 径 m m W r d i 为 粒 径 小 于 等 于 d i 的 团 聚 体 的 质 量 g W 为 所 有 团 聚 体 的 质 量 g 各 粒 级 团 聚 体 S O C 贡 献 率 各 粒 级 团 聚 体 S O C 含 量 各 粒 级 团 聚 体 占 比 总 S O C 含 量 1 0 0 采 用 E x c e l 2 0 1 6 和 O r i g i n 2 0 1 9 处 理 并 制 图 采 用 S P S S 2 3 0 进 行 统 计 分 析 P 0 0 5 表 示 差 异 显 著 2 结 果 与 分 析 2 1 总 S O C 含 量 C O 2 浓 度 增 加 和 秸 秆 还 田 对 总 S O C 含 量 的 影 响 如 图 2 所 示 C K E C S T 和 E C S T 处 理 中 土 壤 总 S O C 含 量 分 别 为 3 1 3 1 3 1 3 0 3 1 3 7 g k g 1 和 3 4 4 0 g k g 1 与 C K 处 理 相 比 E C 处 理 的 总 S O C 含 量 有 减 少 趋 势 而 S T 处 理 有 增 加 趋 势 但 均 未 达 到 显 著 差 异 水 平 而 E C S T 处 理 使 总 S O C 显 著 增 加 了 3 0 9 g k g 1 且 比 E C 和 S T 处 理 分 别 显 著 增 加 3 1 0 g k g 1 和 3 0 3 g k g 1 P 1 m m 大 团 聚 体 的 含 量 最 少 占 比 为 2 4 1 8 3 3 在 S T 处 理 中 0 5 1 m m 大 团 聚 体 的 含 量 最 多 占 比 为 2 7 4 4 而 C K E C 和 E C S T 处 理 的 土 壤 团 聚 体 以 0 0 5 3 m m 微 团 聚 体 为 最 多 分 别 占 总 量 的 4 1 6 1 5 1
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