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

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas20190700137

农学学报 ›› 2021, Vol. 11 ›› Issue (12): 48-52.doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas20190700137

所属专题：耕地保护

• 土壤肥料/资源环境/生态 • 上一篇下一篇

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

吕晓菡¹(), 章明奎²(), 严建立¹

¹杭州市农业科学研究院,杭州 310024
²浙江大学环境与资源学院,杭州 310058

收稿日期:2019-07-29 修回日期:2019-11-12 出版日期:2021-12-20 发布日期:2022-01-14
通讯作者: 章明奎 E-mail:45718653@qq.com;mkzhang@zju.edu.cn
作者简介:吕晓菡,女,1982年出生,浙江新昌人,高级农艺师,硕士,主要从事植物生理生化及土壤培肥等方面的研究与推广。通信地址：310024 杭州市西湖区转塘街道朱泗261号杭州市农业科学研究院,E-mail： 45718653@qq.com。
基金资助:
浙江省重点研发计划项目“丘陵山地垦造耕地地力快速协调提升关键技术研究与应用”(2019C02035)

Effects of Clay Mineral Amendments on Soil Organic Carbon Accumulation in Newly Reclaimed Sandy Loam Farmland

LV Xiaohan¹(), ZHANG Mingkui²(), YAN Jianli¹

¹Hangzhou Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310024, Zhejiang, China
²College of Environmental and Resource Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310058, Zhejiang, China

Received:2019-07-29 Revised:2019-11-12 Online:2021-12-20 Published:2022-01-14
Contact: ZHANG Mingkui E-mail:45718653@qq.com;mkzhang@zju.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

为了解黏土矿物改良剂在新垦耕地地力提升中的作用,选择膨润土、高岭石、沸石和硅藻土4种黏土矿物,在添加量为10%的条件下,采用培养试验研究其对有机肥料矿化及土壤有机碳积累的影响。结果表明,与对照比较,添加黏土矿物可明显增加土壤有机碳的积累,其效果由强到弱为膨润土、高岭石、硅藻土、沸石;团聚体分析和重液分组结果表明,添加黏土矿物可显著增加土壤水稳定性团聚体数量,促进矿物结合态有机碳的形成。研究认为,黏土矿物增加有机碳稳定性是其促进土壤有机碳积累的主要原因。

关键词: 黏土矿物, 有机碳积累, 新垦耕地, 土壤团聚体, 砂壤土

Abstract:

To understand the role of clay mineral amendments in improving the soil fertility of newly reclaimed farmland, four clay minerals, bentonite, kaolinite, zeolite and diatomite, were selected for testing their effects on mineralization of organic fertilizers and accumulation of soil organic carbon by incubation experiments with 10% addition of the amendments. The results showed that the addition of clay minerals could significantly increase the accumulation of soil organic carbon as compared with the control, and the effect decreased in the order of bentonite> kaolinite> diatomite> zeolite. Aggregate measurement and heavy liquid fractionation showed that the addition of clay minerals could significantly increase the amount of water-stable aggregates in the soils and promote the formation of mineral-bound organic carbon. In general, clay minerals could increase the stability of organic carbon, which is the main reason for increasing organic carbon accumulation in the soils.

Key words: Clay Minerals, Organic Carbon Accumulation, Newly Cultivated Farmland, Soil Aggregates, Sandy Loam

中图分类号:

S158.5

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.

LV Xiaohan, ZHANG Mingkui, YAN Jianli. Effects of Clay Mineral Amendments on Soil Organic Carbon Accumulation in Newly Reclaimed Sandy Loam Farmland[J]. Journal of Agriculture, 2021, 11(12): 48-52.

图/表 5

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项目	pH	有机质/(g/kg)	氧化铁/(g/kg)	>2 mm砾石/%	细土组成/(g/kg)
项目	pH	有机质/(g/kg)	氧化铁/(g/kg)	>2 mm砾石/%	2~0.20 mm	0.20~0.02 mm	0.02~0.002 mm	<0.002 mm
测定值	5.08	7.52	7.48	6	198	409	291	102

项目	pH	有机质/(g/kg)	氧化铁/(g/kg)	>2 mm砾石/%	细土组成/(g/kg)
项目	pH	有机质/(g/kg)	氧化铁/(g/kg)	>2 mm砾石/%	2~0.20 mm	0.20~0.02 mm	0.02~0.002 mm	<0.002 mm
测定值	5.08	7.52	7.48	6	198	409	291	102

处理	>5 mm	2~5 mm	0.25~2 mm	0.053~0.25 mm	<0.053 mm	>0.25 mm
空白对照	0.00±0.00d	3.87±1.12c	19.67±2.14b	67.79±3.65a	8.67±1.64a	23.54±2.14e
有机肥对照	5.68±1.85c	9.78±2.14b	22.52±2.35ab	55.30±3.23b	6.72±1.35b	37.98±2.66d
膨润土	13.65±2.65a	14.65±2.41a	24.96±2.19a	42.46±3.01d	4.28±1.02c	53.26±3.24a
高岭土	10.68±2.32ab	13.54±2.08a	24.45±1.68a	45.64±2.96cd	5.69±1.05bc	48.67±2.54b
沸石	8.75±1.95b	11.33±1.98ab	25.26±2.23a	48.52±2.58c	6.14±1.25b	45.34±2.74bc
硅藻土	8.13±1.56b	12.24±1.65ab	21.81±2.08ab	51.54±3.15bc	6.28±1.32b	42.18±2.89c

处理	>5 mm	2~5 mm	0.25~2 mm	0.053~0.25 mm	<0.053 mm	>0.25 mm
空白对照	0.00±0.00d	3.87±1.12c	19.67±2.14b	67.79±3.65a	8.67±1.64a	23.54±2.14e
有机肥对照	5.68±1.85c	9.78±2.14b	22.52±2.35ab	55.30±3.23b	6.72±1.35b	37.98±2.66d
膨润土	13.65±2.65a	14.65±2.41a	24.96±2.19a	42.46±3.01d	4.28±1.02c	53.26±3.24a
高岭土	10.68±2.32ab	13.54±2.08a	24.45±1.68a	45.64±2.96cd	5.69±1.05bc	48.67±2.54b
沸石	8.75±1.95b	11.33±1.98ab	25.26±2.23a	48.52±2.58c	6.14±1.25b	45.34±2.74bc
硅藻土	8.13±1.56b	12.24±1.65ab	21.81±2.08ab	51.54±3.15bc	6.28±1.32b	42.18±2.89c

处理	土壤	>5 mm	2~5 mm	0.25~2 mm	0.053~0.25 mm	<0.053 mm
空白对照	7.41±0.21d	/	8.14±0.22e	5.94±0.18b	7.08±0.27d	13.25±0.11f
有机肥对照	10.54±0.34c	13.65±0.36c	12.35±0.38d	9.24±0.36a	9.39±0.24c	18.65±0.21e
膨润土	12.40±0.41a	16.66±0.41a	15.65±0.43a	9.73±0.37a	10.37±0.31a	23.87±0.19a
高岭土	12.05±0.38a	15.34±0.52b	14.57±0.39b	9.48±0.41a	10.67±0.29a	22.54±0.21b
沸石	11.39±0.31b	15.05±0.43b	13.98±0.46c	9.24±0.32a	9.83±0.32b	21.89±0.19f
硅藻土	11.67±0.28b	15.32±0.38b	14.13±0.42bc	9.38±0.35a	10.17±0.36ab	22.08±0.14c

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

Effects of Clay Mineral Amendments on Soil Organic Carbon Accumulation in Newly Reclaimed Sandy Loam Farmland

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处理	>5 mm	2~5 mm	0.25~2 mm	0.053~0.25 mm	<0.053 mm
空白对照	0.00±0.00e	4.24±0.24f	15.73±1.45c	64.57±2.65a	15.46±0.48a
有机肥对照	7.38±0.74d	11.49±0.46e	19.80±1.17a	49.41±2.11b	11.92±0.38b
膨润土	18.31±1.65a	18.46±0.53a	19.55±2.08a	35.45±1.89e	8.23±0.34d
高岭土	13.56±1.28b	16.33±0.42b	19.19±1.56a	40.30±1.65d	10.62±0.36c
沸石	11.60±0.98c	13.96±0.28d	20.56±2.11a	42.04±1.78d	11.84±0.21b
硅藻土	10.69±1.13c	14.85±0.39c	17.56±1.24b	45.00±2.08c	11.90±0.39b

处理	不同形态有机质含量/(g/kg)				不同形态有机质组成/%
处理	游离态有机碳	粗颗粒有机碳	细颗粒有机碳	矿物结合态有机碳	游离态轻组	粗颗粒有机碳	细颗粒有机碳	矿物结合态有机碳
空白对照	0.24±0.04c	0.39±0.03d	0.51±0.03c	6.29±0.45e	3.25±0.41c	5.24±0.51d	6.89±0.55e	84.62±3.32a
有机肥对照	0.69±0.09b	1.03±0.04b	1.54±0.04a	7.25±0.38d	6.56±0.64ab	9.83±0.63a	14.65±0.71a	68.96±3.14d
膨润土	0.78±0.06a	0.90±0.05c	1.20±0.03b	9.54±0.41a	6.32±0.58b	7.24±0.45c	9.65±0.53d	76.79±2.68b
高岭土	0.83±0.04a	0.98±0.05c	1.21±0.05b	9.06±0.35ab	6.89±0.39ab	8.14±0.51b	9.98±0.48cd	74.99±3.68bc
沸石	0.81±0.03a	1.12±0.06a	1.28±0.06b	8.13±0.34c	7.13±0.41a	9.88±0.39a	11.32±0.52b	71.67±3.18c
硅藻土	0.79±0.04a	1.05±0.02b	1.22±0.05b	8.60±0.35bc	6.74±0.36ab	8.98±0.44b	10.47±0.49c	73.81±2.98bc

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