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1、于建光等:施用秸稈及接種蚯蚓對(duì)土壤顆粒有機(jī)碳及礦物結(jié)合有機(jī)碳的影響609施用秸稈及接種蚯蚓對(duì)土壤顆粒有機(jī)碳及礦物結(jié)合有機(jī)碳的影響于建光,李輝信,胡鋒*,沈英南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,江蘇南京210095摘要:在連續(xù)四年稻麥輪作的小區(qū)試驗(yàn)中,通過(guò)測(cè)定作物收獲后表層土壤(0~5cm、5~10cm、10~20cm)中有機(jī)碳(SOC)、顆粒有機(jī)碳(POC)和礦物結(jié)合有機(jī)碳(MOC)含量的變化,研究施用秸稈(表施或混施)和接種蚯蚓(Metaphireguillelmi)對(duì)SOC、POC及MOC的影響。結(jié)果表明:無(wú)論是否接種蚯蚓,經(jīng)連續(xù)四年施用秸稈后,土壤0~5cm、5~10c
2、m、10~20cm及0~20cm各土層的SOC和POC含量、0~5cm土層中MOC含量、10~20cm土層w(POC)/w(MOC)值均顯著增加;混施秸稈相比表施秸稈更有利于各土層SOC與5~10cm土層POC含量提高。在施用秸稈條件下,接種蚯蚓使0~20cm耕作層土壤中POC和MOC含量有增加趨勢(shì);在秸稈施用且接種蚯蚓時(shí),0~20cm耕作層的w(POC)/w(MOC)值均顯著升高(與對(duì)照相比),表明秸稈施用且接種蚯蚓有助于土壤有機(jī)碳活性的提高。田間施用秸稈及接種蚯蚓對(duì)于促進(jìn)農(nóng)田土壤有機(jī)碳庫(kù)增加及加快土壤有機(jī)碳循環(huán)與轉(zhuǎn)化均有重要的意義。關(guān)鍵詞:秸稈;蚯蚓;顆粒有機(jī)碳;礦物
3、結(jié)合有機(jī)碳中圖分類號(hào):S153.6+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-2175(2006)03-0606-05于建光等:施用秸稈及接種蚯蚓對(duì)土壤顆粒有機(jī)碳及礦物結(jié)合有機(jī)碳的影響609傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)管理措施正面臨越來(lái)越多的生態(tài)問(wèn)題,其中土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)的喪失被公認(rèn)是造成土壤退化的主要內(nèi)在因素。土壤有機(jī)質(zhì)是土壤養(yǎng)分循環(huán)及肥力供應(yīng)的核心,土壤有機(jī)碳庫(kù)在全球大氣CO2濃度不斷升高下的碳匯作用在近十幾年尤受重視。農(nóng)田增施秸稈或秸稈還田被認(rèn)為是一項(xiàng)行之有效增加農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)的措施,不同秸稈施用方式對(duì)有機(jī)質(zhì)含量的提高效果不同。單施秸稈對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的提高有顯著效果[1-4],但農(nóng)田
4、施用秸稈帶來(lái)了一系列問(wèn)題,如秸稈的難腐解、引起耕作困難、與作物爭(zhēng)肥等,因此加速秸稈的轉(zhuǎn)化是另外一項(xiàng)需關(guān)注的重要問(wèn)題。蚯蚓是最重要的大型土壤動(dòng)物之一,對(duì)土壤養(yǎng)分循環(huán)與土壤結(jié)構(gòu)有重要影響[5-6],能明顯促使作物秸稈進(jìn)入土壤中[7-11],在秸稈還田時(shí)輔以蚯蚓處理,可加快秸稈向土壤有機(jī)碳的轉(zhuǎn)化。顆粒有機(jī)質(zhì)(particulateorganicmatter,POM)是新形成的有機(jī)質(zhì),與砂粒相膠結(jié),可通過(guò)篩分從土壤中分離,通常主要由植物細(xì)根片斷和其它有機(jī)殘余組成[12],顆粒有機(jī)質(zhì)易被土壤微生物利用,可作為短期植物營(yíng)養(yǎng)庫(kù)。在不同農(nóng)業(yè)管理下,作為顆粒有機(jī)質(zhì)主要表征之一的顆粒有機(jī)碳(
5、particulateorganiccarbon,POC)提供了碳動(dòng)態(tài)和土壤有機(jī)碳變化的早期指示,相反非顆粒有機(jī)碳或礦物結(jié)合碳(與粉粒和粘粒結(jié)合的有機(jī)碳,mineral-associatedorganiccarbon,MOC)大多被限于土壤礦物表面,因而在土壤有機(jī)碳由于固有的變異和相對(duì)于土壤碳庫(kù)的變化較小不可察覺(jué)時(shí),POC可作為土壤碳變化的敏感指標(biāo)[13]。前人的研究表明,施用秸稈利于土壤有機(jī)碳的提高,蚯蚓活動(dòng)明顯促使秸稈進(jìn)入土壤中[1-4,7-11],但綜合考慮農(nóng)田施用秸稈且接種蚯蚓后對(duì)土壤活性有機(jī)碳(如顆粒有機(jī)碳)和惰性有機(jī)碳(如礦物結(jié)合有機(jī)碳)的研究還未有報(bào)道,基于
6、POC變化的敏感性與MOC變化的相對(duì)穩(wěn)定性,本研究試圖從田間實(shí)驗(yàn)條件下來(lái)驗(yàn)證秸稈施用及接種蚯蚓對(duì)土壤有機(jī)碳(SOC)、POC及MOC的影響,以期為蚯蚓引入農(nóng)田秸稈管理及土壤有機(jī)碳庫(kù)管理提供理論依據(jù)。1材料與方法1.1試驗(yàn)材料供試土壤為采自江蘇省如皋縣長(zhǎng)江沖積物形成的高沙土,質(zhì)地為砂壤,含有機(jī)碳5.86g·kg-1、全氮0.70g·kg-1、全磷0.66g·kg-1、速效磷6.0mg·kg-1、速效鉀47.1mg·kg-1、pH(H2O)為8.25。供試玉米秸稈由成熟玉米秸稈粉碎過(guò)2cm篩獲得,玉米秸稈基本性狀為:氮、磷、鉀含量分別為7.96、2.85和10.67g·kg-
7、1,w(C)/w(N)為56.8,供試蚯蚓是威廉腔環(huán)蚓(Metaphireguillelmi),由原土壤中獲得。1.2試驗(yàn)方法于建光等:施用秸稈及接種蚯蚓對(duì)土壤顆粒有機(jī)碳及礦物結(jié)合有機(jī)碳的影響609本試驗(yàn)在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)校內(nèi)網(wǎng)室進(jìn)行,用混凝土砌成2.8m×1.0m×0.6m的池子(無(wú)底),在池內(nèi)填入50cm厚的土層,填土前用孔徑為4mm篩子篩分并結(jié)合手揀分離出土壤中的蚯蚓;從1999年開(kāi)始,試驗(yàn)共設(shè)5種處理,分別是:對(duì)照(CK)、秸稈表施(M)、秸稈表施+蚯蚓(ME)、秸稈混施(I)、秸稈混施+蚯蚓(IE);種植制度為稻麥輪作,