膨润土与秸秆配施对根区土壤有机碳化学结构和酶活性的影响

为揭示膨润土与秸秆配施后土壤有机碳及其化学结构特征,选取黄土高原旱作区3年田间定位试验中的秸秆还田(S)、单施膨润土(B)、膨润土配施秸秆(H)、不施膨润土和秸秆不还田(CK)4个处理,研究膨润土与秸秆配施对根际土壤有机碳含量、有机碳化学结构和酶活性的影响。结果表明:施用膨润土和秸秆均能不同程度提高土壤有机碳含量,其中H处理较CK显著提高了19.65%。与CK相比,仅有H处理显著增加了烷基碳和烷氧碳的相对含量和脂族碳/芳香碳值,分别提高了25.53%、18.00%和50.98%;仅有H处理芳香性显著降低了30.93%;与CK相比,各处理增加了烷基碳/烷氧碳值,增幅为5.26%~17.54%,差异不显著;各处理降低了羧基碳和芳香碳相对含量,降幅分别为24.50%~38.19%和1.29%~21.97%,差异不显著。与CK相比,S、B和H处理蔗糖酶活性显著提高12.63%~33.16%;β-葡萄糖苷酶活性显著提高10.72%~45.56%;锰过氧化物酶活性显著提高25.10%~70.98%。相关性分析表明,土壤蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶和锰过氧化物酶活性均与有机碳含量、烷基碳含量和烷基碳/烷氧碳值呈正相关,与羧基碳和芳香性呈负相关。综上所述,膨润土与秸秆配施能够提高土壤有机碳含量,提高土壤酶活性,增加活性有机碳含量,使土壤有机碳分子活化,有利于改善黄土高原旱作区土壤状况。

长期施肥条件下红壤有机碳化学结构与团聚体稳定性的关系

【目的】红壤普遍存在团聚体结构较差和有机碳含量较低的问题,土壤有机碳是影响土壤团聚体结构的重要指标,但以往研究主要关注有机碳含量与团聚体的相关关系,而对有机碳的化学结构如何调控团聚体结构则缺乏深入研究。【方法】依托始于1986年的红壤旱地长期施肥试验,选取不施肥(CK)、施用氮磷肥(NP)、施用氮磷钾肥(NPK)、施用氮磷钾肥和猪粪(NPKOM)和单施猪粪(OM)五个处理。于2019年早玉米收获后采集0~20 cm土壤样品,分析土壤有机碳含量、有机碳化学结构和团聚体组分等指标,并进一步量化有机碳化学结构与团聚体平均重量直径的相关关系。【结果】结果表明:NPKOM和OM处理的有机碳分别比CK增加了51.63%和34.34%。与CK相比,NPKOM处理的烷基碳、烷氧碳比例分别提高了29.85%和21.54%,OM处理的烷基碳、烷氧碳比例则分别比CK提高了31.98%和28.81%。但是,NPKOM和OM处理的芳香度分别比CK降低了24.90%和25.19%,而NPKOM和OM处理的脂族碳/芳香碳比值则分别比CK增加了64.87%和73.34%。同时,施肥处理(NP、NPK、NPKOM和OM)的团聚体平均重量直径(MWD)均显著高于CK处理。土壤有机碳和脂族碳/芳香碳比值均与MWD呈显著正相关关系,但芳香度与MWD呈显著负相关关系。【结论】有机肥施用是改善红壤旱地有机碳化学结构的重要措施,其施用提升了红壤旱地烷基碳/烷氧碳和脂族碳/芳香碳比值,降低了土壤有机碳的芳香度,从而促进了土壤有机碳的累积和团聚体平均重量直径的增加,为红壤结构稳定奠定了基础。