不同利用方式对紫色土有机碳含量的影响.pdf

收稿日期:2 0 2 2-1 2-1 2基金项目:2 0 0 92 0 2 0年化肥减量增效项目作者简介:宋 刚(1 9 8 5),男,贵州余庆人;农艺师,主要从事植物营养与土壤肥料研究(E-m a i l:5 4 3 4 2 0 9 1 2q q.c o m)。不同利用方式对紫色土有机碳含量的影响宋 刚,吴 僭,杨 梅,胡腾胜,侯春华,龙永根(黔东南州土壤肥料站,贵州 凯里5 5 6 0 0 0)摘 要:不同的利用方式能够改变土壤有机碳在土层中的分布,进而对土壤有机碳及土壤碳储量产生影响。本研究以贵州省黄平县旧州镇紫色土为研究对象,通过对04 0 c m土层由表及里每2 0c m进行取样,对不同的耕作利用方式土壤有机碳含量进行测定数据统计分析,探索在不同土壤耕作利用方式下,土壤有机碳含量在垂直剖面中的关系。研究结果表明,在不同土壤耕作利用方式下,耕作层的有机碳含量变化幅度较大,而在2 04 0c m之间的有机碳变化幅度较小。且在土层04 0c m剖面上土壤有机碳的含量均由土壤深度的增加而下降,即有机碳含量顺序为菜园地水稻土玉米地,菜园地有机碳含量最高,为1 1.8 7g/k g,玉米地有机碳含量最低,为3.0 7g/k g,降低幅度不一致,以菜园地下降最为明显。关键词:土壤有机碳;土地利用方式;紫色土中图分类号:S1 5 3.6+2 文献标志码:A 文章编号:1 0 0 8-2 2 3 9(2 0 2 3)0 3-0 0 5 3-0 5E f f e e t so fO r g a n i cC a r b o nC o n t e n to fP u r p l eS o i l i nb yD i f f e r e n tU t i l i z a t i o nM e t h o d sS O N GG a n g,WUJ i a n,Y A N G M e i,H UT e n g s h e n g,H O UC h u n h u a,L O N GY o n g g e n(S o u t h e a s tS t a t eS o i l a n dF e r t i l i z e rS t a t i o no fK a iL i,K a i l iG u i z h o u5 5 6 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:D i f f e r e n t u t i l i z a t i o nm e t h o d s c a nc h a n g e t h ed i s t r i b u t i o no f s o i l o r g a n i c c a r b o n i n t h e s o i l l a y e r,a n dt h e na f f e c t t h e s o i l o r g a n i c c a r b o na n ds o i l c a r b o ns t o r a g e.T h i s s t u d y t o o kt h ep u r p l e s o i l o f J i u z h o uT o w n,H u a n g p i n gC o u n t y,G u i z h o uP r o v i n c e a s t h e r e s e a r c ho b j e c t.T h r o u g hs a m p l i n g t h e 0-4 0c ms o i l l a y e r f r o mt h es u r f a c e t o t h e b o t t o me v e r y 2 0 c m,t h e s o i l o r g a n i c c a r b o n c o n t e n t o f d i f f e r e n t t i l l a g e a n du t i l i z a t i o nm e t h-o d sw e r em e a s u r e da n ds t a t i s t i c a l a n a l y s i so f t h e s o i l o r g a n i c c a r b o nc o n t e n t d a t a,t oe x p l o r e t h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e ns o i l o r g a n i c c a r b o nc o n t e n t i nt h ev e r t i c a l p r o f i l eu n d e rd i f f e r e n t s o i l t i l l a g ea n du t i l i z a t i o nm e t h o d s.T h e r e s u l t s s h o w e d t h a tu n d e rd i f f e r e n t t i l l a g e a n du t i l i z a t i o nm e t h o d s,t h ev a r i a t i o nr a n g eo f o r g a n i c c a r b o nc o n t e n t i n t h e t i l l e d l a y e rw a s l a r g e,b u t t h ev a r i a t i o nr a n g eo f o r g a n i c c a r b o nc o n t e n t b e t w e e n2 0c ma n d4 0c mw a s s m a l l.I n t h e 0-4 0c ms o i l l a y e r,t h e s o i l o r g a n i c c a r b o nc o n t e n td e c r e a s e dw i t ht h e i n c r e a s eo f s o i ld e p t h,t h a tw a s,t h e r e l a t i o n s h i po f o r g a n i c c a r b o n c o n t e n tw a s v e g e t a b l e p l o tp a d d y s o i lc o r n f i e l d.T h eh i g h e s t o r g a n i c c a r b o nc o n t e n to fv e g e t a b l ep l o tw a s1 1.8 7g/k g,a n dt h e l o w e s to r g a n i cc a r b o nc o n t e n to fc o r n f i e l dw a s 3.0 7g/k g.T h e d e c r e a s e a m p l i t u d ew a s i n c o n s i s t e n t,a n d t h e d e c r e a s ew a sm o s t o b v i o u s i nv e g-e t a b l ep l o t.K e yw o r d s:s o i l o r g a n i cc a r b o n;t h e l a n du s em e t h o d;p u r p l es o i l1 研究内容与方法1.1 供试材料本项研究区域土壤是发育在紫色砂页岩母质上的紫色土,不同利用方式的旱地和水田。旱地为菜园地和玉米地,均采用黔东南州黄平县旧州镇紫色土。1.1.1 研究区域自然概况研究区域位于贵州省黄平县旧州镇,旧州镇地处黄平县西北部,东与新州镇接壤,南与上塘乡、野洞河35耕作与栽培,2 0 2 3,4 3(3):5 3-5 6,5 7.h t t p:/g z z p.g z n y z y x y.c n T i l l a g ea n dC u l t i v a t i o n V o l.4 3 N o.0 3 J u n.2 0 2 3乡相邻,西与浪洞乡、瓮安县相望,北与一碗水乡、遵义市余庆县毗邻。镇人民政府驻地距县城2 5k m,距州府7 8k m。总面积2 2 4.2 9k m2。旧州镇多年平均气温1 5.7。年平均无霜期2 9 6d,年平均日照时数1 9 5h。年平均降水量1 2 0mm,年平均降水日数1 6 0 d,最长持续干旱天数2 0 0d(2 0 1 1年),最大降雪厚度7 c m(2 0 1 0年)。极寒持续最长天数6 5d(2 0 0 8年)。旧州镇主要以紫色土为主,土体薄,基本达不到5 0c m,有机质偏低,土厚超过1m甚少。在石灰岩体出露的喀斯特地区多形成较为年幼的石灰(岩)土。1.1.2 研究区域土壤的利用特点菜园地:主要种植蔬菜,所种物种除地上部分几乎全部收回外,其02 0 c m土层内的根茬残留较多。多施有机肥,化肥施用较少。玉米地:该类别土壤由林地开垦种植作物,主要种植玉米或大豆,常伴生浓密的杂草,所种物种除地上部分几乎全部收回外,其02 0 c m土层内的根茬残留较多。常年施用化肥,施用有机肥相对较少。水稻土:该类别土壤由林地开垦种植作物,主要种植水稻,所种物种除地上部分全部收回外,其02 0c m土层内的根茬残留较少。常年施用化肥和有机肥。1.2 研究内容土地利用变化影响土壤质量及环境变化已成为当前研究的热点之一,通过对不同利用条件下旧州紫色土玉米地、菜园地、水稻土的有机碳含量进行研究,分析该地区土壤有机碳含量和剖面分布与土地利用方式之间的相关关系,不同利用方式对土壤有机碳的影响。1.3 土壤有机碳研究方法1.3.1 土样采集土样的采集:取代表性点,深耕范围04 0c m范围内,在同一剖面上,每隔2 0c m深进行采样,每个土样采集面积为1 0 0m2,采用三点蛇形采样点采样混合保证有1k g土壤以备制样。1.3.2 制备土样制备土壤样品:从研究区域采集的土壤样品进行自然风干,过2mm筛,混匀,取其中1/4磨细,过0.2 5mm尼龙筛土壤样品备用。1.3.3 主要指标及测定方法土壤有机碳的测定采用外加热重铬酸钾氧化法外加热。用0.8 0m o l/L的重铬酸钾浓硫酸溶液氧化,用硫酸亚铁滴定剩余的重铬酸钾,根据消耗的硫酸亚铁量计算有机碳的含量。测定的结果乘以1.1,计算有机碳含量。1.3.4 数据的处理与分析根据剖面层土壤有机碳含量,利用E x c e l与S P S S1 7.0软件对实验数据进行分析处理,用t检验方法进行检验,并分析这些变量,以及它们彼此间的关系,比较不同利用方式下不同土层土壤有机碳的关系。2 结果与讨论土壤有机碳是一个复杂的物质系统。土壤的许多属性,都直接或间接与有机碳的存在分不开。有机碳对团聚体的构成也有一定的作用,改善了土壤的耕作特性、透水性和透气性。因此有机碳与土壤质量的构成有直接相关性,土壤有机碳含量的增加或减少将直接影响土壤质量。土壤有机碳又强烈影响土壤向大气排放碳的过程。土壤耕作方式变化后,使得土壤有机碳的存在形式也发生多种改变,土壤耕作方式变化是影响土壤有机碳形式的关键。因此,土壤有机碳对于全球碳素的平衡起着重要的作用。2.1 有机碳含量04 0 c m分析2.1.1 菜园地土壤有机碳含量 图1表明,菜园地A有机碳含量明显高于菜园地B的有机碳含量。而菜园地是人工加速培养的高度肥沃士壤。由于长期栽培蔬菜,进行精耕细作,合理灌溉,大量施用农家肥,大大加速了土壤的熟化过程。使生土变熟土,熟土变油土。长期的合理管理,积累了大量的有机碳。注:A和B分别表示土壤02 0 c m和2 04 0c m土层。下同。图1 菜园地土壤有机碳含量2.1.2 玉米地土壤有机碳含量 图2表明玉米地A有机碳含量明显高于玉米地B