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

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas20190400005

农学学报 ›› 2021, Vol. 11 ›› Issue (7): 37-43.doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas20190400005

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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

胡燕芳¹(), 章明奎²()

¹浙江省衢州市柯城区土肥与农村能源技术推广站,浙江衢州 324000
²浙江大学环境与资源学院,杭州 310058

收稿日期:2019-04-23 修回日期:2019-10-12 出版日期:2021-07-20 发布日期:2021-08-04
通讯作者: 章明奎 E-mail:871838938@qq.com;mkzhang@zju.edu.cn
作者简介:胡燕芳,女,1968年出生,浙江衢州人,高级农艺师,本科,主要从事农技推广方面的研究。通信地址：324000 浙江省衢州市柯城区浮石路45号衢州市柯城区农业农村局土肥与农村能源技术推广站,E-mail： 871838938@qq.com。
基金资助:
2018年农业部果菜茶（柑橘）有机肥替代化肥试点项目;浙江省重点研发计划项目“丘陵山地垦造耕地肥力快速协调提升关键技术研究与应用”(2019C02035)

Long-term Straw Mulching: Effects on Soil Physical and Chemical Properties and Organic Carbon Accumulation in Orchards

Hu Yanfang¹(), Zhang Mingkui²()

¹Kecheng District Soil-Fertilizer and Rural Energy Technology Extension Station of Quzhou City, Quzhou 324000, Zhejiang, China
²College of Environmental and Resource Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310058, Zhejiang, China

Received:2019-04-23 Revised:2019-10-12 Online:2021-07-20 Published:2021-08-04
Contact: Zhang Mingkui E-mail:871838938@qq.com;mkzhang@zju.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

为了解南方低丘果园地表长期覆盖秸秆对土壤质量的影响,在浙江中部选择立地条件与种植时间相同的2个相邻柑橘园（分别为覆盖秸秆种植6年的果园和常规种植的果园）,采集0~10 cm、10~20 cm、20~ 30 cm的分层土样,对土壤理化性质进行综合分析,研讨了长期地表秸秆覆盖对柑橘园红壤质量的影响。结果表明,地表长期覆盖秸秆可显著降低0~10 cm、10~20 cm土壤的容重,增加土壤的保水能力和水稳定性团聚体数量,明显增加0~10 cm、10~20 cm土壤有机质的积累、活性有机质的数量和速效钾及中微量元素的水平,增加土壤微生物数量和酶活性,同时可降低土壤的酸度和防止表土砂化。与对照相比,秸秆覆盖土壤的轻组、粗颗粒、细颗粒有机碳对土壤总有机碳的贡献均有明显的增加。秸秆覆盖对20~30 cm土层的影响较小。研究认为,柑橘园地表进行覆盖秸秆具明显的生态效应,可有效防止水土流失,改善园地土壤理化性质,增强园地土壤养分供应能力,可以作为低丘柑橘园的水保措施和培肥技术进行应用。

关键词: 低丘果园, 秸秆覆盖, 土壤质量, 有机碳积累, 团聚体, 酶活性

Abstract:

To understand the effects of long-term straw mulching on soil quality in low hilly orchards in southern China, 2 adjacent orchards with the same site condition and planting time were selected in central Zhejiang (orchard with straw mulching for 6 years and orchard with conventional planting, respectively). We collected soil samples of 0-10 cm, 10-20 cm and 20-30 cm from the two orchards, and comprehensively analyzed the physical and chemical properties of soil samples, and discussed the effects of long-term straw mulching on the soil quality. The results showed that: long-term straw mulching could significantly reduce the soil bulk density of 0-10 cm and 10-20 cm, and increase the soil water-holding capacity and the water-stable aggregates’ content; could significantly increase the accumulation of organic matter, the amount of active organic matter, available potassium and medium and trace elements, as well as the number of soil microorganisms and enzyme activities; meanwhile, long-term straw mulching could reduce the soil acidity and prevent the sanding of topsoil; compared with the control, the contribution of light, coarse and fine particulate organic carbon to total organic carbon in soil with straw mulching increased significantly; the straw mulching had little influence on 20-30 cm soil layer. In conclusion, the straw mulching has obvious ecological effects on citrus orchards, which can effectively prevent soil erosion, improve the physical and chemical properties of soil, and enhance the nutrient supply capacity of soil. It can be used as a water conservation measure to improve the soil fertility in low hilly citrus orchards.

Key words: Low Hilly Orchard, Straw Mulching, Soil Quality, Organic Carbon Accumulation, Aggregate, Enzyme Activity

中图分类号:

S571.1
S38

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.

Hu Yanfang, Zhang Mingkui. Long-term Straw Mulching: Effects on Soil Physical and Chemical Properties and Organic Carbon Accumulation in Orchards[J]. Journal of Agriculture, 2021, 11(7): 37-43.

图/表 8

参考文献 37

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处理	土层/cm	容重/(g/cm³)	粘粒/(g/kg)	pH	交换性酸/(cmol/kg)	CEC/(cmol/kg)	含水量/%
对照	0~10	1.34±0.04b	287±29b	5.04±0.05bc	2.02±0.19bc	9.87±0.49bc	22.45±1.35c
	10~20	1.36±0.03b	348±23a	5.03±0.03cd	2.16±0.17b	9.56±0.39cd	24.64±1.69b
	20~30	1.45±0.03a	371±21a	4.95±0.04d	3.09±0.24a	9.41±0.41cd	22.89±1.57 bc
覆盖	0~10	1.22±0.03d	342±24a	5.23±0.04a	1.87±0.11c	11.45±0.32a	27.54±1.14a
	10~20	1.28±0.04c	343±25a	5.11±0.04b	1.93±0.15bc	10.46±0.37b	28.45±2.01a
	20~30	1.43±0.03a	364±18a	4.98±0.03de	2.98±0.21a	9.23±0.28d	24.54±1.16bc

处理	土层/cm	容重/(g/cm³)	粘粒/(g/kg)	pH	交换性酸/(cmol/kg)	CEC/(cmol/kg)	含水量/%
对照	0~10	1.34±0.04b	287±29b	5.04±0.05bc	2.02±0.19bc	9.87±0.49bc	22.45±1.35c
	10~20	1.36±0.03b	348±23a	5.03±0.03cd	2.16±0.17b	9.56±0.39cd	24.64±1.69b
	20~30	1.45±0.03a	371±21a	4.95±0.04d	3.09±0.24a	9.41±0.41cd	22.89±1.57 bc
覆盖	0~10	1.22±0.03d	342±24a	5.23±0.04a	1.87±0.11c	11.45±0.32a	27.54±1.14a
	10~20	1.28±0.04c	343±25a	5.11±0.04b	1.93±0.15bc	10.46±0.37b	28.45±2.01a
	20~30	1.43±0.03a	364±18a	4.98±0.03de	2.98±0.21a	9.23±0.28d	24.54±1.16bc

处理	土层/cm	水稳定性团聚体组成/%
处理	土层/cm	>5 mm	5~2 mm	2~0.25 mm	0.25~0.053 mm	<0.053 mm	>0.2 5mm
对照	0~10	33±2b	26±2c	23±2a	11±2b	7±1c	82±3b
	10~20	29±2c	31±3b	17±3bc	13±2b	10±2b	77±3c
	20~30	25±4c	27±3bc	15±2cd	18±3a	15±2a	67±4d
覆盖	0~10	41±4a	28±3bc	19±2b	7±1c	5±1d	88±3a
	10~20	34±2b	36±3a	12±2d	10±2b	8±1c	82±4b
	20~30	26±3c	25±2c	18±3b	17±3a	14±2a	69±3d

处理	土层/cm	水稳定性团聚体组成/%
处理	土层/cm	>5 mm	5~2 mm	2~0.25 mm	0.25~0.053 mm	<0.053 mm	>0.2 5mm
对照	0~10	33±2b	26±2c	23±2a	11±2b	7±1c	82±3b
	10~20	29±2c	31±3b	17±3bc	13±2b	10±2b	77±3c
	20~30	25±4c	27±3bc	15±2cd	18±3a	15±2a	67±4d
覆盖	0~10	41±4a	28±3bc	19±2b	7±1c	5±1d	88±3a
	10~20	34±2b	36±3a	12±2d	10±2b	8±1c	82±4b
	20~30	26±3c	25±2c	18±3b	17±3a	14±2a	69±3d

处理	土层/cm	全P/(g/kg)	速效P/(mg/kg)	速效K/(mg/kg)	全N/(g/kg)	NH₄-N/(mg/kg)	NO₃-N/(mg/kg)
对照	0~10	0.83±0.05ab	23.25±3.25b	63.14±5.66b	0.83±0.03b	4.43±1.25b	3.47±1.32b
	10~20	0.73±0.03bc	17.65±3.26c	59.56±3.54cd	0.80±0.03b	3.04±0.87bc	2.49±0.78bc
	20~30	0.71±0.03c	14.18±3.12d	56.63±4.21d	0.73±0.03c	2.78±0.48c	2.22±0.65c
覆盖	0~10	0.89±0.04a	28.54±2.54a	83.65±7.65a	0.95±0.04a	6.74±2.38a	5.78±2.41a
	10~20	0.75±0.04b	21.14±2.28bc	65.88±4.36bc	0.84±0.03b	4.18±1.02bc	3.65±1.02b
	20~30	0.70±0.02c	13.45±2.45d	58.74±3.45d	0.74±0.02c	3.11±0.56bc	3.14±1.02b

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

Long-term Straw Mulching: Effects on Soil Physical and Chemical Properties and Organic Carbon Accumulation in Orchards

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处理	土层/cm	有效Ca	有效Si	有效Mg	有效Fe	有效Mn	有效Zn	有效Mo	有效Cu
对照	0~10	124±11b	62±6bc	38±2b	31±4b	30±4a	3.24±0.14c	0.24±0.04b	2.18±0.12b
	10~20	118±7c	58±6c	33±3bc	29±5b	25±2ab	3.12±0.14cd	0.22±0.03b	2.12±0.10b
	20~30	89±7d	51±4d	32±3c	29±4b	22±3b	2.75±0.12e	0.20±0.03b	1.68±0.12c
覆盖	0~10	146±12a	78±7a	43±3a	38±3a	29±3a	3.91±0.18a	0.35±0.03a	2.59±0.11a
	10~20	137±9ab	69±5ab	37±4b	34±4ab	27±3ab	3.52±0.12b	0.32±0.03a	2.14±0.11b
	20~30	92±6d	53±3d	35±2bc	31±3b	24±3b	2.89±0.11de	0.23±0.04b	1.79±0.14c

处理	土层/cm	细菌/ (×10⁷cfu/g)	真菌/ (×10⁴cfu/g)	放线菌/ (×10⁴cfu/g)	蔗糖转化酶/ [葡萄糖 mg/(g·d)]	过氧化氢酶/ (1/5 mol/L KMnO₄ mL/g)	磷酸酶/ [酚 mg/(g·d)]	脲酶/ [NH₄-N mg/(g·d)]	脱氢酶/ [TTC mg/(g·d)]
对照	0~10	8.56±2.41bc	9.78±2.54a	4.17±0.57a	3.12±0.45b	2.56±0.42b	3.78±0.54a	4.25±0.54b	31.45±3.42b
	10~20	6.47±1.32cd	5.42±1.35b	3.19±0.38b	2.14±0.29c	0.87±0.32cd	1.87±0.24b	2.43±0.23c	17.67±2.85d
	20~30	5.49±1.18d	3.87±0.45c	1.53±0.32c	1.23±0.21d	0.48±0.19e	0.89±0.15c	1.78±0.21d	13.54±1.08e
覆盖	0~10	13.45±3.21a	9.25±2.41a	5.14±1.23a	5.17±1.04a	3.15±0.54a	4.13±0.78a	6.18±1.14a	38.56±5.65a
	10~20	9.33±2.45b	5.47±1.23b	3.25±0.46b	3.45±0.35b	1.32±0.41c	2.14±0.32b	3.66±0.46b	24.56±3.65c
	20~30	7.14±1.25c	3.24±0.42c	1.45±0.25c	1.14±0.14d	0.54±0.18de	0.98±0.17c	2.01±0.28cd	11.23±1.12e

处理	土层/cm	总有机碳/(g/kg)	易氧化碳/(g/kg)	微生物生物量碳/(mg/kg)	水溶性/(mg/kg)
对照	0~10	17.45±1.17b	7.21±0.87b	88±13b	24±8b
	10~20	16.33±0.78b	5.65±0.42c	59±10c	17±7c
	20~30	13.98±0.64c	5.32±0.25c	42±7d	15±4c
覆盖	0~10	21.47±2.02a	9.33±1.23a	119±19a	40±11a
	10~20	18.74±1.65b	7.23±0.58b	97±18b	28±9b
	20~30	14.25±0.56c	5.43±0.32c	54±8cd	21±5bc

处理	土层/ cm	水稳定性团聚体分级
处理	土层/ cm	>5 mm	5~2 mm	2~0.25 mm	0.25~0.053 mm	<0.053 mm
对照	0~10	49.56±3.24b	19.95±1.56c	14.56±1.13a	7.14±0.34c	8.79±0.47c
对照	10~20	40.08±3.45c	21.13±1.79b	14.67±0.68a	11.98±0.74a	12.14±0.74a
覆盖	0~10	63.56±5.14a	13.84±2.15d	10.58±0.87b	5.87±0.42d	6.15±0.52d
覆盖	10~20	46.42±2.89b	23.84±1.87a	10.66±0.79b	8.66±0.54b	10.42±0.64b

处理	土层/cm	>0.25 mm				0.25~0.053 mm
处理	土层/cm	fLF	cPOC	fPOC	mSOC	fLF	fPOC	mSOC
对照	0~10	2.13±0.31c	3.65±0.41c	5.73±0.54bc	72.56±3.14a	0.02±0.01b	0.57±0.03e	6.55±0.41d
	10~20	1.87±0.14d	1.78±0.19d	4.89±0.73c	67.34±2.78b	0.02±0.01b	0.74±0.04c	11.22±0.87b
	20~30	0.43±0.05f	0.54±0.11e	3.46±0.31d	63.70±2.79c	0.04±0.01ab	1.17±0.09a	13.68±0.74a
覆盖	0~10	5.17±0.42a	5.74±0.64a	8.44±0.71a	68.63±3.41b	0.05±0.02a	0.64±0.04d	5.18±0.37e
	10~20	3.45±0.38b	4.42±0.38b	6.44±0.91b	66.61±3.14bc	0.03±0.01b	0.87±0.05b	7.76±0.52c
	20~30	0.74±0.09e	0.78±0.16e	3.68±0.39d	64.15±3.14bc	0.04±0.02ab	1.04±0.07a	13.15±0.92a

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