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

【目的】团聚体形成被认为是土壤固碳的最重要机制。本文以河南豫西地区长期耕作试验为研究对象，研究了长期保护性耕作对土壤团聚体性质及土壤有机碳(SOC)含量的影响，为探讨土壤固碳机理，优化黄土高原坡耕地区农田耕作管理措施，实现土壤固碳减排、培肥土壤提供理论依据。【方法】长期耕作试验开始于1999年，试验处理有免耕覆盖(NT)、深松覆盖(SM)和翻耕(CT)。利用湿筛法筛分第3年(2002年)和第13年(2011年)0—10cm和10—20cm土层中，＞2000、2502000、53250和＜53μm级别的水稳性团聚体，计算团聚体平均质量直径(MWD)，并测定了各级别团聚体的有机碳(SOC)含量。【结果】1)连续13年免耕覆盖和深松覆盖显著提高了土壤表层0—10cm的SOC含量，分别比翻耕增加了33.47%和44.48%。2011年免耕覆盖和深松覆盖SOC含量较2002年上升了1.92%和8.59%，翻耕下降了18.97%。2)与翻耕相比，免耕覆盖和深松覆盖＞2000μm团聚体含量显著提高了40.71%和106.75%;53250μm团聚体含量显著降低了19.72%和22.53%;团聚体平均质量直径显著提高了20.55%和39.68%，显示了土壤结构的明显改善。3)免耕覆盖和深松覆盖显著提高了表层土壤所有团聚体有机碳的含量，尤其以＞2000μm团聚体提升最多。与翻耕相比，＞2000μm团聚体有机碳分别提高了40.0%和27.6%。4)免耕覆盖和深松覆盖下表层土壤大团聚体有机碳含量随耕作年限增加，微团聚体有机碳随耕作年限降低。＞2000μm的土壤团聚体有机碳含量2011年较2002年分别升高了23.93%和7.12%，53250μm微团聚体有机碳含量分别下降了19.58%和13.27%。【结论】长期保护性耕作(包括免耕覆盖和深松覆盖)可显著提高表层土壤大团聚体含量，降低微团聚体含量，提高团聚体的水稳性，改善土壤结构。同时可增加土壤团聚体有机碳含量，提高土壤肥力。长期保护性耕作在河南豫西丘陵地区是一种较为合理的耕作方式。