秸秆和生物炭还田对棕壤团聚体分布及有机碳含量的影响

【目的】比较长期秸秆和生物炭还田后土壤团聚体的变化与差异,旨在探索棕壤适宜的改良方法。【方法】在辽宁沈阳棕壤上连续进行了6年的田间定位微区试验,种植制度为玉米连作,试验共设6个处理:不施肥(CK)、单施氮磷钾(NPK)、单施生物炭(B)、生物炭与氮磷钾配施(BNPK)、单施秸秆(S)、秸秆与氮磷钾配施(SNPK)。在玉米收获后,采集0—20和20—40 cm两土层土壤样品,采用Yoder湿筛法进行了团聚体分级和测定。【结果】与NPK相比,BNPK和SNPK处理显著提高了0—20和20—40 cm土层> 1 mm、1~0.5mm和0.25~0.5 mm粒级团聚体含量占比,降低了0.25~0.053 mm粒级团聚体含量占比,SNPK处理提高大团聚体含量占比的效果显著高于BNPK。与NPK处理相比,BNPK和SNPK处理显著增加了团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和0.25 mm粒级团聚体含量(R(0.25)),即增加了团聚体的稳定性,SNPK处理的团聚体MWD和GMD值又显著高于BNPK,R(0.25)值两处理间无显著差异(0—20 cm土层)。随团聚体粒级减小,不同粒级团聚体有机碳含量随之减少,以> 1 mm粒级团聚体有机碳含量最高。与CK相比,各施肥处理均增加了各粒级团聚体有机碳含量,BNPK处理对0—20 cm土层0.25~0.053 mm粒级团聚体有机碳含量影响最显著,有机碳含量增加了44.57%。【结论】长期秸秆和生物炭还田能够改变土壤团聚体的分布,有利于大团聚体的形成和土壤结构改善,可提高土壤团聚体有机碳含量和团聚体稳定性,增加作物产量;秸秆直接还田提高团聚体稳定性的效果优于生物炭还田,生物炭还田提高团聚体有机碳的效果方面优于秸秆直接还田。