不同種植模式下土壤有機(jī)碳特性研究.pdf

1、隨著氣候變化在國(guó)際間的討論逐漸深入，提高農(nóng)田土壤固碳減排能力以應(yīng)對(duì)氣候變化成為目前科學(xué)界研究的重點(diǎn)。有機(jī)種植作為低碳經(jīng)濟(jì)的重要模式之一，在固碳減排上具有巨大潛力。本文重點(diǎn)研究了有機(jī)和常規(guī)兩種不同種植模式下土壤有機(jī)碳的特性，通過(guò)定位研究，比較兩種種植模式下土壤有機(jī)碳及其組分的動(dòng)態(tài)變化;通過(guò)團(tuán)聚體分級(jí)，明確兩種種植模式下土壤有機(jī)碳及其組分在團(tuán)聚體內(nèi)的分布特點(diǎn)，從物理化學(xué)角度探討土壤的固碳機(jī)制;并比較了我國(guó)不同地區(qū)在有機(jī)和常規(guī)種植模式下土壤有

2、機(jī)碳特性。通過(guò)以上研究旨在探討有機(jī)種植是否具備應(yīng)對(duì)氣候變化的能力，從而進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
　　對(duì)有機(jī)和常規(guī)種植模式下土壤有機(jī)碳及其組分的長(zhǎng)期定位研究表明，經(jīng)過(guò)10年有機(jī)種植后，土壤理化性質(zhì)得到改善，有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀均比常規(guī)種植高;常規(guī)種植除了有機(jī)質(zhì)有所升高，其他養(yǎng)分指標(biāo)均有不同程度的降低。有機(jī)種植模式下過(guò)氧化物酶和多酚氧化酶活性分別為2.66、0.98 mg沒(méi)食子素g-1·2h-1，常規(guī)種植這兩種酶活分別

3、為1.64、0.67 mg沒(méi)食子素g-1·2h-1。有機(jī)種植土壤有機(jī)質(zhì)、重組有機(jī)質(zhì)和活性有機(jī)質(zhì)均高于常規(guī)，且呈逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)，分別從2004年的21.52 g·kg-1、20.75 g·kg-1和5.93 g·kg-1增加到2013年的30.94 g·kg-1、28.29 g·kg-1和7.83 g·kg-1。有機(jī)種植初期有機(jī)質(zhì)增長(zhǎng)較緩慢，種植5年后增長(zhǎng)明顯加快。常規(guī)種植有機(jī)質(zhì)從2009年開(kāi)始出現(xiàn)下降趨勢(shì);重組有機(jī)質(zhì)從2011年開(kāi)始略有

4、下降;活性有機(jī)質(zhì)增加相對(duì)平緩。從長(zhǎng)期定位試驗(yàn)來(lái)看有機(jī)種植模式促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)及其組分含量的增加，有利于提高土壤酶活，促進(jìn)有機(jī)碳由活性有機(jī)碳向更穩(wěn)定的腐殖酸發(fā)展。
　　通過(guò)比較有機(jī)和常規(guī)兩種不同種植模式下土壤團(tuán)聚體組成、分配及團(tuán)聚體內(nèi)有機(jī)碳組分的差異。結(jié)果表明，常規(guī)種植模式下隨著團(tuán)聚體粒級(jí)的減小，團(tuán)聚體四個(gè)粒級(jí)（＞1 mm，1～0.5 mm，0.5～0.25 mm和＜0.25 mm）的百分含量均值分別為23.75％、15.15％、19.

5、98％和38.09％，而有機(jī)種植模式下各粒級(jí)團(tuán)聚體（＞1mm，1～0.5 mm，0.5～0.25 mm和＜0.25 mm）的百分含量分別為9.73％、18.41％、24.46％和43.90％，＜0.25mm微團(tuán)聚體百分含量顯著高于常規(guī)種植。有機(jī)種植模式提高了土壤有機(jī)碳乖全氮含量，平均值分別為17.95 g·kg-1和1.51 g·kg-1。有機(jī)種植模式下相同粒級(jí)間，團(tuán)聚體中重組有機(jī)碳平均含量顯著高于常規(guī)種植，且重組有機(jī)碳在＜0.25 m

6、m這部分穩(wěn)定性有機(jī)碳主要儲(chǔ)存場(chǎng)所的微團(tuán)聚體中富集。有機(jī)種植模式下易氧化態(tài)碳在＞1 mm大團(tuán)聚體中的含量顯著高于常規(guī)種植，其它粒級(jí)間沒(méi)有顯著差異，易氧化態(tài)碳在＞1mm大團(tuán)聚體中富集。有機(jī)種植模式增加了土壤有機(jī)碳及其組分含量，緩解了耕作對(duì)團(tuán)聚體的破壞，并增強(qiáng)了有機(jī)碳的穩(wěn)定性，有利于土壤固碳。各粒級(jí)團(tuán)聚體中鐵鋁氧化物的含量分布規(guī)律不明顯，可能在該農(nóng)場(chǎng)鐵鋁氧化物對(duì)有機(jī)碳的化學(xué)穩(wěn)定不起主要作用。
　　不同地區(qū)有機(jī)和常規(guī)種植模式下土壤有機(jī)碳的

7、特性因種植地區(qū)、種植作物和種植年限等的不同而差異較大。有機(jī)種植年限3年以內(nèi)的金壇、山西和揚(yáng)州三個(gè)地區(qū)在有機(jī)碳、重組有機(jī)碳和易氧化態(tài)碳含量上與常規(guī)種植沒(méi)有顯著性差異(P＜0.05)，種植年限在4～6年的上海、山東和云南三個(gè)地區(qū)的這三個(gè)指標(biāo)均顯著高于常規(guī)種植(P＜0.01)。隨著有機(jī)種植年限的延長(zhǎng)，有機(jī)與常規(guī)的C/N比差值有變大趨勢(shì)。兩種種植模式下有機(jī)碳與重組有機(jī)碳、易氧化態(tài)碳有顯著的正相關(guān)關(guān)系。有機(jī)種植模式下，隨著有機(jī)碳含量的增加，重組部