不同種植模式下土壤有機碳特性研究.pdf

1、隨著氣候變化在國際間的討論逐漸深入，提高農田土壤固碳減排能力以應對氣候變化成為目前科學界研究的重點。有機種植作為低碳經(jīng)濟的重要模式之一，在固碳減排上具有巨大潛力。本文重點研究了有機和常規(guī)兩種不同種植模式下土壤有機碳的特性，通過定位研究，比較兩種種植模式下土壤有機碳及其組分的動態(tài)變化;通過團聚體分級，明確兩種種植模式下土壤有機碳及其組分在團聚體內的分布特點，從物理化學角度探討土壤的固碳機制;并比較了我國不同地區(qū)在有機和常規(guī)種植模式下土壤有

2、機碳特性。通過以上研究旨在探討有機種植是否具備應對氣候變化的能力，從而進一步推動我國農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
　　對有機和常規(guī)種植模式下土壤有機碳及其組分的長期定位研究表明，經(jīng)過10年有機種植后，土壤理化性質得到改善，有機質、全氮、有效磷和速效鉀均比常規(guī)種植高;常規(guī)種植除了有機質有所升高，其他養(yǎng)分指標均有不同程度的降低。有機種植模式下過氧化物酶和多酚氧化酶活性分別為2.66、0.98 mg沒食子素g-1·2h-1，常規(guī)種植這兩種酶活分別

3、為1.64、0.67 mg沒食子素g-1·2h-1。有機種植土壤有機質、重組有機質和活性有機質均高于常規(guī)，且呈逐年增長的趨勢，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。有機種植初期有機質增長較緩慢，種植5年后增長明顯加快。常規(guī)種植有機質從2009年開始出現(xiàn)下降趨勢;重組有機質從2011年開始略有

4、下降;活性有機質增加相對平緩。從長期定位試驗來看有機種植模式促進了有機質及其組分含量的增加，有利于提高土壤酶活，促進有機碳由活性有機碳向更穩(wěn)定的腐殖酸發(fā)展。
　　通過比較有機和常規(guī)兩種不同種植模式下土壤團聚體組成、分配及團聚體內有機碳組分的差異。結果表明，常規(guī)種植模式下隨著團聚體粒級的減小，團聚體四個粒級（＞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％，而有機種植模式下各粒級團聚體（＞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微團聚體百分含量顯著高于常規(guī)種植。有機種植模式提高了土壤有機碳乖全氮含量，平均值分別為17.95 g·kg-1和1.51 g·kg-1。有機種植模式下相同粒級間，團聚體中重組有機碳平均含量顯著高于常規(guī)種植，且重組有機碳在＜0.25 m

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

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。有機種植年限3年以內的金壇、山西和揚州三個地區(qū)在有機碳、重組有機碳和易氧化態(tài)碳含量上與常規(guī)種植沒有顯著性差異(P＜0.05)，種植年限在4～6年的上海、山東和云南三個地區(qū)的這三個指標均顯著高于常規(guī)種植(P＜0.01)。隨著有機種植年限的延長，有機與常規(guī)的C/N比差值有變大趨勢。兩種種植模式下有機碳與重組有機碳、易氧化態(tài)碳有顯著的正相關關系。有機種植模式下，隨著有機碳含量的增加，重組部