黄土旱塬长期土壤轮耕措施下土壤特性分析

【作者】 王淑兰； 王浩； 王小利； 李军；

【机构】 西北农林科技大学农学院；

【摘要】 【研究目的】为探寻适宜于黄土旱塬地区旱作粮田长期生产的耕作模式,减缓长期单一耕作措施所引起的土壤结构退化、作物减产、微生物多样性下降等不利影响。【方法】基于2007-2017年在陕西省合阳县实施休闲期免耕/免耕/深松(NNS)、免耕/翻耕/深松(NCS)、翻耕/翻耕/深松(CCS)、免耕/深松(NS)、深松/翻耕(SC)和翻耕/免耕(CN)轮耕,免耕(NT)、深松(ST)和翻耕(CT)9种耕作模式定位试验,分析了2017年收获后不同耕作模式的土壤性质变化。【结果】1)6种轮耕处理显著降低0-20 cm土壤p H,NNS和CN轮耕相比CT显著增加有机质含量23.2%和20.1%。NNS、NCS和NS轮耕较NT和CT速效氮含量显著增加,NNS和NCS轮耕DOC含量较3种连耕显著增加。2)NCS、CCS、NS和CN显著降低0-40 cm土层土壤容重,增加孔隙度,但饱和含水量和田间持水量以CCS、NS和CN轮耕显著增加。NCS和NS轮耕播前0-100 cm含水率最高,NNS、SC、CN和ST无差异;100 cm以下以NNS、NCS和NS最高。NNS和NCS较CT显著增加0-40 cm土层>0.25 mm团聚体含量,且NS和NT主要促进>2 mm团聚体颗粒形成,NCS和ST主要形成2-0.5 mm,CCS、SC和CT主要增加<0.5 mm团聚体的含量。3)从土壤细菌多样性和组成结构来看,以NCS处理OUT数目、丰度(Chao1指数)和多样性(Shannon指数)最高,6种轮耕处理和NT间无差异。NNS和NCS较ST和CT显著增加Bacteroidetes、Verrucomicrobia的丰度,降低Acidobacteria、Gemmatimonadetes和Betaproteobacteria的丰度;CCS和SC较NT显著增加Acidobacteria、Chloroflexi和Verrucomicrob的丰度,降低Alphaproteobacteria、Gammaproteobacteria和Actinobacteria的丰度;NS和CN较ST和CT增加Alphaproteobacteria、Actinobacteria和Planctomycetes的丰度,降低Betaproteobacteria、Bacteroidetes、Verrucomicrobia和Gemmatimonadetes的丰度。4)通过相关分析发现,速效氮、DOC、含水率、孔隙度和p H对细菌多样性和群落组成的调节作用较大。【结论】综上所述,以免耕为主的NNS、NCS、NS和CN轮耕模式能有效改善土壤结构,增加土壤蓄墒能力、同时兼顾土壤细菌多样性和丰度,为黄土旱塬地区旱作粮田长期生产的优势耕作模式。更多还原