土壤碳(C)和氮(N)含量在农田作物养分利用和循环中起着关键作用.土壤团聚体的C、N含量和稳定性是表征土壤结构、退化和稳定性的重要指标.姜-稻轮作和姜-菜轮作为水旱轮作和旱地轮作,具有不同的C、N保护机制.为探究不同轮作模式下农田土壤团聚体分布规律、稳定性和C、N含量的变化特征,寻求最优的轮作模式,以安徽省铜陵市姜-菜轮作和姜-稻轮作模式下的农田为研究对象,采集0～20 cm深度的土壤样品,测定不同粒级土壤团聚体的质量分数,并使用单因素方差分析土壤团聚体及C、N含量的差异性.通过土壤团聚体稳定性指标平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、大团聚体含量(DR0.25)和分形维数(D)来衡量土壤团聚体的稳定,并使用皮尔逊相关系数分析土壤团聚体和团聚体C、N与土壤稳定性指标的关系.结果表明:1)姜-菜轮作下姜季＞0.053～0.25 mm微团聚体质量分数比菜季显著增加53％(P＜0.05),姜-稻轮作下姜季≤0.053 mm微团聚体质量分数比稻季显著降低39％(P＜0.05),＞0.25～1.00 mm大团聚体质量分数比稻季显著增加约2倍(P＜0.05);2)与姜-稻轮作相比,姜-菜轮作分别显著降低姜季≤0.053 mm微团聚体C、N质量分数32％与33％(P＜0.05),＞1.00 mm大团聚体C、N含量分别显著降低39％与33％(P＜0.05);3)姜-稻轮作下姜季＞1.00 mm大团聚体C的贡献率显著高于姜-菜轮作24％(P＜0.05),＞0.25～1.00 mm大团聚体C、N贡献率分别显著低于姜-菜轮作32％与25％(P＜0.05);4)GMD和DR0.25均与＞0.25～1.00 mm大团聚体质量分数显著正相关(P＜0.01),MWD与＞1.00 mm大团聚体含量显著正相关(P＜0.01),MWD、GMD、DR0.25均与＞0.25 mm大团聚体C、N显著正相关(P＜0.05).相对于姜-菜轮作下的旱地轮作,水旱轮作下的姜-稻轮作模式可以持续改善土壤团聚体稳定性和维持高效的土壤C、N的养分利用,是实现铜陵市水土保持与养分协调利用的最优轮作模式,有利于维系白姜的可持续生产.

土壤团聚体;团聚体稳定性;轮作模式;农田

黑杰;李先德;刘吉龙;王亚非;胥佳忆;阳祥;尹晓雷;王维奇;张永勋

福建师范大学地理科学学院,350007,福州;中国农业科学院农业经济与发展研究所,100081,北京;福建师范大学湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室,350007,福州

中国水土保持科学

[1]黑杰;李先德;刘吉龙;王亚非;胥佳忆;阳祥;尹晓雷;王维奇;张永勋-.轮作模式对农田土壤团聚体及碳氮含量的影响)[J].中国水土保持科学,2022(03):126-134

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