湘中烟稻轮作区2种水稻土团聚体稳定性及有机碳组分比较研究

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.casb2023-0063

农学学报 ›› 2024, Vol. 14 ›› Issue (3): 48-52.doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.casb2023-0063

• 土壤肥料资源环境生态 • 上一篇下一篇

湘中烟稻轮作区2种水稻土团聚体稳定性及有机碳组分比较研究

陆峰¹(), 何结望¹, 肖志鹏², 唐剑宁¹, 马明云², 夏凡¹, 龙飞¹, 肖孟宇², 钱传林¹

¹ 湖北中烟工业有限责任公司，武汉 430051
² 湖南烟草公司衡阳市公司，湖南衡阳 421000

收稿日期:2023-03-06 修回日期:2023-09-23 出版日期:2024-03-16 发布日期:2024-03-16
作者简介:
陆峰，男，1971年出生，江苏常州人，副主任研究员，学士，研究方向：土壤质量及烟叶基地管理工作。通信地址：430048 湖北省武汉市东西湖区金银湖办事处环湖路51号湖北中烟工业有限责任公司武汉卷烟厂，Tel：027-85792219，E-mail：137954778@qq.com。
基金资助:
湖北中烟工业有限责任公司项目“提高湖南烟叶配方适用性关键技术研究”(2021JSYL4WH2C015); 衡阳市烟草公司项目“湘南浓香型特色‘高油分+中棵烟’开发技术研究”(2021430481240008)

Comparative Study of Aggregate Stability and Organic Carbon Fraction in Two Types of Paddy Soils under Tobacco-rice Rotation in Central Hunan

LU Feng¹(), HE Jiewang¹, XIAO Zhipeng², TANG Jianning¹, MA Mingyun², XIA Fan¹, LONG Fei¹, XIAO Mengyu², QIAN Chuanlin¹

¹ Hubei Tobacco Industry Co., Ltd., Wuhan 430051, Hubei, China
² Hengyang Tobacco Company of Hunan, Hengyang, 421000, Hunan, China

Received:2023-03-06 Revised:2023-09-23 Online:2024-03-16 Published:2024-03-16

摘要/Abstract

摘要：

选择湘中烟稻轮作区2种典型水稻土，比较分析了土壤团聚体分布及其稳定性、有机碳组分及其相关关系，旨在揭示烟稻轮作的2种土壤团聚体稳定性的差异及有机碳的影响。结果表明：红壤性水稻土(RPS)>0.25 mm大团聚体含量、团聚体平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)显著高于紫色水稻土(PPS)，分形维数(D)则较小，因此烟稻轮作的红壤性水稻结构及团聚体稳定性显著好于PPS；RPS总有机碳(TOC)及颗粒有机碳(POC)含量均显著高于PPS，而易氧化有机碳(EOC)含量变化不明显；RPS和PPS的MWD及GMD均与TOC、EOC和POC呈显著正相关关系，D则与前者呈显著负相关；>0.25 mm团聚体含量虽均与TOC、EOC和POC呈显著正相关关系，但RPS有机碳对>0.25 mm团聚体影响大于PPS，且2种土壤的POC对>0.25 mm团聚体的影响均大于EOC。在培育烟稻轮作的RPS和PPS团聚体和改善其结构中，需提高土壤有机碳及活性有机碳组分含量。

关键词: 烟稻轮作, 水稻土, 团聚体, 有机碳

Abstract:

To reveal the difference in the stability of soil aggregates and the effect of organic carbon in two typical paddy soils with the farming mode of tobacco-rice rotation, the distribution and stability of soil aggregates, the content of organic carbon components and their relationships in two typical paddy soils were studied, sampled from the field of tobacco-rice rotation region in central Hunan Province. The results showed that the content of >0.25 mm aggregates, mean weight diameter of aggregates (MWD) and geometric mean diameter (GMD) of red paddy soil (RPS) were higher than those of purple paddy soil (PPS), but its fractal dimension (D) was lower, indicating that soil structure and aggregate stability of RPS was better than those of PPS; meanwhile, content of total organic carbon (TOC) and particulate organic carbon (POC) in RPS was significantly higher than those in PPS, but there was no significant difference in content of easily oxidized organic carbon (EOC) between RPS and PPS; the MWD and GMD of RPS and PPS were significantly positively correlated with TOC, EOC and POC, while D showed significant negative correlation; although the content of >0.25 mm aggregates in two types of soil were significantly positively correlated with TOC, EOC and POC, but the influence of organic carbon on >0.25 mm aggregates of RPS was greater than those of PPS. Meanwhile, the influence of POC on >0.25 mm aggregates in two types of soil was greater than that of EOC. To cultivate aggregates and improve structure of RPS and PPS with the farming mode of tobacco-rice rotation, the content of soil organic carbon and its fractions should be increased.

Key words: rice-tobacco rotation, paddy soil, aggregates, organic carbon

陆峰, 何结望, 肖志鹏, 唐剑宁, 马明云, 夏凡, 龙飞, 肖孟宇, 钱传林. 湘中烟稻轮作区2种水稻土团聚体稳定性及有机碳组分比较研究[J]. 农学学报, 2024, 14(3): 48-52.

LU Feng, HE Jiewang, XIAO Zhipeng, TANG Jianning, MA Mingyun, XIA Fan, LONG Fei, XIAO Mengyu, QIAN Chuanlin. Comparative Study of Aggregate Stability and Organic Carbon Fraction in Two Types of Paddy Soils under Tobacco-rice Rotation in Central Hunan[J]. Journal of Agriculture, 2024, 14(3): 48-52.

图/表 4

参考文献 24

[1]	ROHOSKOVB M, VALLA M. Comparison of two methods for aggregate stability measurement: A review[J]. Plant soil environment, 2004, 50(8):379-382. doi: 10.17221/4047-PSE URL
[2]	罗晓虹, 王子芳, 陆畅, 等. 土地利用方式对土壤团聚体稳定性和有机碳含量的影响[J]. 环境科学, 2019, 40(8):3816-3824.
[3]	王艳玲, 王燕, 李凌宇, 等. 成土母质与利用方式双重影响下红壤团聚体的组成特征与稳定性研究[J]. 土壤通报, 2013, 44(4):776-785.
[4]	薛彦飞, 薛文, 张树兰, 等. 长期不同施肥对塿土团聚体胶结剂的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2015, 21(6):1622-1632.
[5]	窦森, 李凯, 关松. 土壤团聚体中有机质研究进展[J]. 土壤学报, 2011, 48(2):412-418.
[6]	杨长明, 欧阳竹, 董玉红. 不同施肥模式对潮土有机碳组分及团聚体稳定性的影响[J]. 生态学杂志, 2005, 24(8):887-892.
[7]	HARTLY W, RIBY P, WATERSON J. Effects of three different biochars on aggregate stability, organic carbon mobility and micronutrient bioavailability[J]. Journal of environmental management, 2016, 181:770-778. doi: S0301-4797(16)30460-1 pmid: 27444723
[8]	李景, 吴会军, 武雪萍, 等. 长期保护性耕作提高土壤大团聚体含量及团聚体有机碳的作用[J]. 植物营养与肥料学报, 2015, 21(2):378-386.
[9]	芦伟龙, 董建新, 宋文静, 等. 土壤深耕与秸秆还田对土壤物理性状及烟叶产质量的影响[J]. 中国烟草科学, 2019, 40(1):25-32.
[10]	刘勇军, 彭曙光, 肖艳松, 等. 湖南烟稻轮作区土壤团聚体稳定性及其与碳氮比的关系[J]. 中国烟草学报, 2020, 26(1):75-82.
[11]	SIX J, CALLEWAERT P, LENDERS S, et al. Measuring and understanding carbon storage in afforested soils by physical fractionation[J]. Soil science society of America journal, 2002, 66:1981-1987. doi: 10.2136/sssaj2002.1981 URL
[12]	ELLIOTT E T. Aggregate structure and carbon, nitrogen, and phosphorus in native and cultivated soils[J]. Soil science society of America journal, 1986, 50(7):627-633. doi: 10.2136/sssaj1986.03615995005000030017x URL
[13]	鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京: 中国农业科技出版社,1999.
[14]	JONES D L, WILLETT V B. Experimental evaluation of methods to quantify dissolved organic nitrogen (DON) and dissolved organic carbon (DOC) in soil[J]. Soil biology and biochemistry, 2006, 38:991-999. doi: 10.1016/j.soilbio.2005.08.012 URL
[15]	周萍, 张旭辉, 潘根兴. 长期不同施肥对太湖地区黄泥土总有机碳及颗粒态有机碳含量及深度分布的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2006, 12(6):765-771.
[16]	邱莉萍, 张兴昌, 张晋爱. 黄土高原长期培肥土壤团聚体中养分和酶的分布[J]. 生态学报, 2006, 26(2):364-372.
[17]	杨培岭, 罗远培, 石元春. 用粒径的重量分布表征的土壤分形特征[J]. 科学通报, 1993(20):1896-1899.
[18]	周郑雄, 冯豪, 丁继林, 等. 复合微生物肥对植烟根际土壤团聚体稳定性和酶活性的影响[J]. 南方农业学报, 2022, 53(11):3088-3097.
[19]	肖孟宇, 廖超林, 肖亦雄, 等. 烟稻复种连作对河潮土团聚体的影响及相关因素分析[J]. 中国烟草科学, 2022, 43(2):19-24.
[20]	PENG X, ZHU Q, ZHANG Z, et al. Combined turnover of carbon and soil aggregates using rare earth oxides and isotopically labelled carbon as tracers[J]. Soil biology and biochemistry, 2017, 109:81-94. doi: 10.1016/j.soilbio.2017.02.002 URL
[21]	刘振东, 李贵春, 周颖, 等. 无机肥配施粪肥对华北褐土团聚体分布及有机碳含量的影响[J]. 农业环境科学学报, 2013, 32(11):2239-2245.
[22]	李璠, 王炯琪, 刘子刚, 等. 土地利用方式对土壤团聚体磷组分及磷库管理指数的影响[J]. 中国水土保持科学, 2023, 23(1):83-92.
[23]	ZOU C M, LI Y, HUANG W, et al. Rotation and manure amendment increase soil macro-aggregates and associated carbon and nitrogen stocks in flue-cured tobacco production[J]. Geoderma, 2018, 325:49-58. doi: 10.1016/j.geoderma.2018.03.017 URL
[24]	LI C L, CAO Z Y, CHANG J J, et al. Elevational gradient affect functional fractions of soil organic carbon and aggregates stability in a Tibetan alpine meadow[J]. Catena, 2017, 156:139-148. doi: 10.1016/j.catena.2017.04.007 URL

水稻土类型	粒径/mm	样品数	最大值/%	最小值/%	均值/%	变异系数/%
RPS	>2	15	48.22	45.31	46.82 ±1.07a	2.28
	2~0.25	15	30.54	21.72	26.63±2.46a	9.25
	0.25~0.053	15	21.19	13.47	18.75±2.35b	12.53
	<0.053	15	8.53	3.80	5.87±1.52b	25.99
	>0.25	15	76.27	67.03	73.45±2.91a	3.96
PPS	>2	12	38.82	31.90	35.90±2.32b	6.45
	2~0.25	12	21.72	14.48	17.84±2.64b	14.78
	0.25~0.053	12	33.56	29.17	31.13±1.31a	4.20
	<0.053	12	15.95	9.06	12.35±1.99a	16.09
	>0.25	12	59.18	48.81	53.74±3.71b	6.90

水稻土类型	粒径/mm	样品数	最大值/%	最小值/%	均值/%	变异系数/%
RPS	>2	15	48.22	45.31	46.82 ±1.07a	2.28
	2~0.25	15	30.54	21.72	26.63±2.46a	9.25
	0.25~0.053	15	21.19	13.47	18.75±2.35b	12.53
	<0.053	15	8.53	3.80	5.87±1.52b	25.99
	>0.25	15	76.27	67.03	73.45±2.91a	3.96
PPS	>2	12	38.82	31.90	35.90±2.32b	6.45
	2~0.25	12	21.72	14.48	17.84±2.64b	14.78
	0.25~0.053	12	33.56	29.17	31.13±1.31a	4.20
	<0.053	12	15.95	9.06	12.35±1.99a	16.09
	>0.25	12	59.18	48.81	53.74±3.71b	6.90

土壤类型	稳定性指标	样品数	最大值	最小值	均值	变异系数/%
RPS	MWD	15	1.31	1.18	1.27±0.04a	3.09
	GMD	15	0.89	0.77	0.84±0.03a	3.64
	D	15	2.43	2.01	2.23±0.12b	5.25
PPS	MWD	12	1.05	0.88	0.97±0.06b	5.91
	GMD	12	0.56	0.46	0.51±0.03b	6.72
	D	12	2.56	2.36	2.48±0.07a	2.81

土壤类型	稳定性指标	样品数	最大值	最小值	均值	变异系数/%
RPS	MWD	15	1.31	1.18	1.27±0.04a	3.09
	GMD	15	0.89	0.77	0.84±0.03a	3.64
	D	15	2.43	2.01	2.23±0.12b	5.25
PPS	MWD	12	1.05	0.88	0.97±0.06b	5.91
	GMD	12	0.56	0.46	0.51±0.03b	6.72
	D	12	2.56	2.36	2.48±0.07a	2.81

土壤类型	有机碳指标	样品数	最大值/(g/kg)	最小值/(g/kg)	均值/(g/kg)	变异系数/%
RPS	TOC	15	34.11	17.22	25.21±5.32a	15.13
	EOC	15	4.60	2.64	3.89±0.55a	14.22
	POC	15	9.36	5.71	7.16±1.14a	13.66
PPS	TOC	12	26.20	16.09	20.62±3.12b	21.11
	EOC	12	5.52	2.86	3.81±0.87a	22.74
	POC	12	6.86	4.06	5.62±0.77b	15.91

湘中烟稻轮作区2种水稻土团聚体稳定性及有机碳组分比较研究

Comparative Study of Aggregate Stability and Organic Carbon Fraction in Two Types of Paddy Soils under Tobacco-rice Rotation in Central Hunan

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 4

参考文献 24

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

关于本刊

作者中心

审者中心

在线期刊

联系我们

有机碳指标	MWD		GMD		D		>0.25 mm团聚体
有机碳指标	RPS	PPS	RPS	PPS	RPS	PPS	RPS	PPS
TOC	0.770^**	0.710^*	0.819^**	0.633^*	-0.639^**	-0.718^*	0.783^**	0.644^*
EOC	0.822^**	0.699^*	0.890^**	0. 781^*	-0.547^*	-0.772^**	0.803^**	0.771^**
POC	0.903^**	0.882 ^**	0.737^*	0.715^*	-0.660^**	-0.932^**	0.948^**	0. 850^**

[1]	孔令迁, 刘宪斌, 李云. 不同树种对森林土壤可溶性有机碳空间异质性的影响[J]. 农学学报, 2023, 13(8): 46-55.
[2]	黄越, 商小兰, 徐星, 郭水荣, 章明奎. 秸秆还田方式对低丘橘园土壤碳库与蓄水能力的影响[J]. 农学学报, 2023, 13(7): 63-69.
[3]	徐爽, 阚雨晨. 食（药）用菌菌糠对砂壤土团聚体性状的影响[J]. 农学学报, 2023, 13(5): 58-65.
[4]	王京文, 陈志良, 谢国雄. 浙江省典型地貌区果园土壤有机碳和酸碱度状况及改良对策[J]. 农学学报, 2023, 13(10): 8-12.
[5]	尉吉乾, 倪春霄, 许思嘉, 章明奎. 不同有机废弃物提升新围涂地土壤有机碳库与生物活性的效果[J]. 农学学报, 2023, 13(1): 26-31.
[6]	何佶弦, 苟小梅, 蔡艳, 肖玲, 李涛, 罗凯文, 张启莉, 孙志普, 顾会战. 烤烟油菜轮作及平衡施肥对土壤有机碳含量的影响[J]. 农学学报, 2022, 12(11): 32-36.
[7]	胡燕芳, 章明奎. 长期地表秸秆覆盖对果园土壤理化性状及有机碳积累的影响[J]. 农学学报, 2021, 11(7): 37-43.
[8]	吕晓菡, 章明奎, 严建立. 黏土矿物改良剂对新垦砂壤质耕地土壤有机碳积累的影响[J]. 农学学报, 2021, 11(12): 48-52.
[9]	袁红, 李菡, 张亮, 段良霞, 黄运湘, 王辉. 中亚热带主要农业土壤有机碳及其组分特征[J]. 农学学报, 2021, 11(1): 17-21.
[10]	郑利锦, 张帆, 宋郭柳, 史正军. 几种城市绿地有机肥的改土效果及其对台湾草生长的影响[J]. 农学学报, 2020, 10(4): 21-25.
[11]	邹海平, 刘志刚. 植物源高活性小分子有机碳材料在水产养殖业中的应用[J]. 农学学报, 2020, 10(2): 67-68.
[12]	徐颖菲,谢莉莉,章明奎. 浙江河网平原水稻土的肥力特点及其变化[J]. 农学学报, 2017, 7(8): 29-34.
[13]	王岩松,李梦迪,朱连奇. 保护性耕作对农田土壤有机碳及农业生产力的影响[J]. 农学学报, 2016, 6(4): 40-47.
[14]	王飞,秦方锦,吴丹亚,楼飞,岑汤校,葛超楠,史努益. 土壤有机质和有机碳含量计算方法比较研究[J]. 农学学报, 2015, 5(3): 54-58.
[15]	杨坤,王作敏. 土壤多糖对不同利用方式下棕壤中各级微团聚体稳定性的影响[J]. 农学学报, 2015, 5(3): 50-53.