西北绿洲区间作模式对土壤团聚体及其有机碳含量的影响

【作者】 孙涛； 冯晓敏； 赵财； 殷文； 胡发龙； 宋振伟； 张卫建；

【机构】 中国农业科学院作物科学研究所/农业农村部作物生理生态重点实验室； 甘肃农业大学农学院/甘肃省干旱生境作物学重点实验室；

【摘要】 【研究背景】西北地区光热资源充沛,是我国作物高产区之一。但该地区年降水量少,潜在蒸发量大,水资源短缺是当地农业发展的主要制约因素。依靠过度灌溉和高化肥投入的生产体系,虽然保证了作物高产,同时也造成了自然资源的浪费,众多研究表明,间作模式不仅能促进作物高产而且可以增加水分利用效率,在西北绿洲灌溉区逐渐受到重视,并形成了玉米/小麦、玉米/豌豆等众多高产模式。但间作在保障高产的同时,是否有利于改善土壤团聚体结构、增加土壤固碳以及不同间作模式间差异如何仍有待研究。因此,明确不同间作模式下土壤团聚体及其有机碳变化规律可为探索间作种植的固碳机制提供理论依据。【材料与方法】本研究基于2016年在甘肃省武威市设置的间作模式定位试验,包括7个处理:玉米单作(M)、豌豆单作(P)、油菜单作(R)、小麦单作(W)、玉米间作豌豆(M/P)、玉米间作油菜(M/R)和玉米间作小麦(M/W)。于2019年10月作物收获后采集0～20 cm和20～40 cm土壤及土壤团聚体样品,分析不同间作模式下土壤团聚体及其有机碳含量。【结果与分析】间作处理有增加土壤水稳性大团聚体(>0.25 mm)和微团聚体(0.053～0.25 mm)含量,降低粘粉粒(<0.053 mm)含量的趋势。与M处理相比,M/W和M/R处理增加了0～20 cm和20～40 cm土壤团聚体平均重量直径和平均几何直径,而M/P处理则与M处理无显著差异。间作模式增加了土壤及土壤团聚体有机碳含量,M/W处理0～20cm土壤有机碳含量比M处理高11.5%,M/R和M/W处理20～40cm土壤有机碳含量则分别比M处理高4.3%和9.6%。M/W处理增加了土壤有机碳储量,在0～40cm土层,M/W处理土壤有机碳总储量比M处理高10.2%,M/W处理有机碳储量的显著增加取决于0～40 cm土层>0.25mm和0.053～0.25mm土壤团聚体有机碳储量的提升。【结论】西北绿洲灌区间作种植模式增加了土壤团聚体稳定性和有机碳含量,有利于促进农田土壤固碳。更多还原