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不同有機(jī)物料對(duì)蘇打鹽化土有機(jī)碳和活性碳組分的影響

2019-09-12 01:34:18郭軍玲郭彩霞王永亮楊治平
關(guān)鍵詞:活性碳牛糞土壤有機(jī)

郭軍玲,金 輝,郭彩霞,王永亮,楊治平*

(1 山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源研究所/土壤環(huán)境與養(yǎng)分資源山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山西太原 030031;2 山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與經(jīng)濟(jì)研究所,山西太原 030006)

我國(guó)鹽漬化土壤面積約3.6 × 107hm2,主要分布在華北、東北、西北內(nèi)陸地區(qū)和長(zhǎng)江以北沿海地區(qū)[1]。山西省地處黃土高原半干旱區(qū),是我國(guó)內(nèi)陸鹽漬土主要分布區(qū)之一,面積達(dá)2.74 × 105hm2,以大同盆地面積最大。鹽漬土作為我國(guó)重要的后備耕地資源,土壤堿化度高、理化性狀差及土壤肥力低,是制約其分布區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要障礙因素[2]。隨著人口增加與土地資源緊缺之間矛盾的日益凸顯,鹽漬土等障礙土壤的改良利用,已成為當(dāng)前我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展中亟待研究和需要解決的重要問(wèn)題。

大量研究表明,施用有機(jī)物料可有效降低鹽漬土土壤pH和鹽分含量,增加土壤有機(jī)碳,改善土壤結(jié)構(gòu)及提高作物產(chǎn)量[3-4]。何瑞成等[5-6]研究表明,施用秸稈、牧草和羊糞均能有效改善原生鹽堿土土壤結(jié)構(gòu),提高水稻產(chǎn)量。李瑩飛[7]研究發(fā)現(xiàn)施用牛糞或雞糞能顯著降低濱海鹽土pH和堿化度,提高土壤有機(jī)碳含量;曲長(zhǎng)鳳等[8]在鹽堿地上施入風(fēng)化煤后也發(fā)現(xiàn)相似的結(jié)果。侯曉靜等[9]研究發(fā)現(xiàn),施用農(nóng)家肥和商品有機(jī)肥均能顯著提高濱海鹽漬土0—30 cm土壤有機(jī)碳含量和密度,降低土壤pH,增加了玉米產(chǎn)量。陳伏生等[10]研究表明,泥炭和風(fēng)化煤均可降低鹽堿土pH、提高作物產(chǎn)量??梢?jiàn),秸稈、農(nóng)家肥、風(fēng)化煤、畜禽糞肥等不同有機(jī)物料施用對(duì)鹽漬土均有不同程度的改良效果,然而不同物料改良效果的比較研究則報(bào)道較少。有機(jī)碳是土壤的重要組成部分,直接影響著土壤的理化性狀,是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)[11];土壤活性碳組分在土壤中移動(dòng)快、易礦化分解且循環(huán)周期較短,能更敏感地反映土壤有機(jī)碳的動(dòng)態(tài)變化[12]。土壤有機(jī)碳及活性碳組分作為土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要指標(biāo),其含量變化可有效表征有機(jī)物料改良鹽漬土的效果。山西省風(fēng)化煤儲(chǔ)量豐富、有機(jī)肥資源多、秸稈產(chǎn)量大,開(kāi)展風(fēng)化煤、有機(jī)肥、秸稈等有機(jī)物料對(duì)鹽漬土的改良效果研究不僅對(duì)鹽漬土的改良利用意義重大,同時(shí)對(duì)其資源化利用也具有重要的實(shí)踐意義。本文以山西省大同盆地典型蘇打鹽化土為研究對(duì)象,研究風(fēng)化煤、生物炭、牛糞和秸稈四種有機(jī)物料添加對(duì)土壤有機(jī)碳、活性碳組分及春玉米產(chǎn)量的影響,旨在揭示不同有機(jī)物料對(duì)鹽漬土土壤質(zhì)量的變化特征,為蘇打鹽化土改良及有機(jī)物料合理資源化利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

田間試驗(yàn)在山西省懷仁縣鹽堿地改良利用基地開(kāi)展 (113°14′45″E,39°54′43″N)。該基地位于大同盆地中部,屬北溫帶大陸性氣候,四季分明,夏季高溫多雨,冬季寒冷干燥。年降雨量360~400 mm,多集中在7、8月份,年均蒸發(fā)量1500 mm。該地區(qū)年均氣溫7.3℃,平均日照時(shí)數(shù)約2850 h,≥ 10℃以上年有效積溫約3100℃,無(wú)霜期130~150 d。試驗(yàn)區(qū)土壤質(zhì)地為砂質(zhì)壤土,按鹽堿土分類(lèi)為蘇打鹽化土;種植制度為一年一熟制,種植作物為飼草玉米,供試品種為‘雅玉8號(hào)’,種植密度7.5×104株/hm2。施肥量為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)習(xí)慣平均施肥量,施用量分別為N 225 kg/hm2、P2O5100 kg/hm2、K2O 37.5 kg/hm2。飼草玉米于5月中旬播種,10月底收獲。試驗(yàn)開(kāi)展前地塊已實(shí)施三年的改良耕作,即前年冬天深松且灌大水壓鹽,深松深度25 cm,灌水2000 m3/hm2,次年春天旋耕后施肥播種。有機(jī)物料試驗(yàn)始于2016年,試驗(yàn)地播前土壤基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2016年和2017年定位開(kāi)展,設(shè)對(duì)照(CK)、風(fēng)化煤、生物炭、牛糞、玉米秸稈五個(gè)處理,每個(gè)處理重復(fù)4次,完全隨機(jī)排列。小區(qū)面積70 m2(10 m × 7 m),小區(qū)間保留50 cm隔離間距。對(duì)照不施用有機(jī)物料,其它有機(jī)物料處理按照等有機(jī)碳量施入,將各種有機(jī)物料施用量折算成有機(jī)碳,每年按照9000 kg/hm2有機(jī)碳施用。各有機(jī)物料于2015和2016年作物收獲后立冬前人工均勻撒施,施用后深松并灌水洗鹽,深松25 cm,灌水2000 m3/hm2。CK和不同物料處理化肥用量一致,氮、磷、鉀純養(yǎng)分用量分別為270、108和54 kg/hm2,采用肥料類(lèi)型為緩釋肥,各養(yǎng)分均作為基肥一次性施用,施肥后進(jìn)行旋耕播種。

春玉米于5月初播種,10月初收獲,各小區(qū)玉米產(chǎn)量單打單收。兩年均選用耐鹽堿品種璐玉39,種植密度6.75×104株/hm2。播種時(shí)地膜覆蓋,生育期均采用膜下滴灌的灌溉方式。試驗(yàn)處理除施用有機(jī)物料不同外,其它田間管理措施一致。不同物料基本性質(zhì)及施用量見(jiàn)表2。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

2017年春玉米收獲后采集土壤樣品,每個(gè)小區(qū)均勻設(shè)5個(gè)采樣點(diǎn),取樣深度60 cm,分0—10、10—20、20—40和40—60 cm四個(gè)層次。采集時(shí)除去土壤表面的秸稈和枯葉,用土鉆分層取樣,同層土樣混合均勻后采用四分法留取分析樣品,同時(shí)用環(huán)刀采集土壤容重樣品。新鮮土樣取一部分通過(guò)2 mm網(wǎng)篩保存在4℃冰箱內(nèi)用于測(cè)定水溶性有機(jī)碳含量;另一部分自然風(fēng)干后磨碎過(guò)篩,用于測(cè)定其它指標(biāo)。

土壤pH利用pH計(jì)測(cè)定,水土比2.5∶1;土壤電導(dǎo)率 (EC) 利用電導(dǎo)率儀測(cè)定,水土比5∶1;土壤堿化度 (ESP) 采用火焰光度計(jì)法測(cè)定土壤陽(yáng)離子交換量和交換性鈉離子;土壤容重采用環(huán)刀法測(cè)定;土壤有機(jī)碳 (SOC) 采用重鉻酸鉀氧化外加熱法測(cè)定;水溶性有機(jī)碳 (WSOC) 采用去離子水浸提法測(cè)定[13];土壤易氧化碳 (EOC) 采用高錳酸鉀氧化—比色法測(cè)定[14];土壤輕組有機(jī)碳 (LFOC) 采用重液浮選法測(cè)定[15];土壤有機(jī)碳密度依據(jù)以下公式計(jì)算[16]:

表1 供試土壤基本理化性狀Table 1 Basic physical and chemical properties of soil in the studied area

表2 供試物料基本性質(zhì)及施用量Table 2 Basic properties and application rates of organic materials

式中:SOCD為特定深度的SOC密度 (kg/m2);Ci為第i層SOC含量 (g/kg);ρi為第i層土壤體積質(zhì)量(g/cm3);Ti為第i層土壤厚度 (cm),n為土層數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2007處理數(shù)據(jù)、Graph7.0軟件繪圖、SPSS16.0軟件進(jìn)行方差分析,LSD方法進(jìn)行顯著性差異檢驗(yàn),采用Pearson檢驗(yàn)法進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)物料對(duì)春玉米產(chǎn)量的影響

如圖1所示,不同有機(jī)物料對(duì)春玉米產(chǎn)量影響不同。2016年有機(jī)物料處理春玉米產(chǎn)量較CK增加了10.4%~37.7%,2017年增加了11.8%~28.6%。風(fēng)化煤和牛糞處理2016年產(chǎn)量分別為6104 kg/hm2和6378 kg/hm2,2017年分別為7244 kg/hm2和6929 kg/hm2,均顯著高于CK。2016年牛糞處理產(chǎn)量顯著高于生物炭處理,2017年不同物料處理間產(chǎn)量差異不顯著??偟膩?lái)講,施用四種有機(jī)物料不同程度提高了春玉米產(chǎn)量,風(fēng)化煤和牛糞處理增產(chǎn)效果優(yōu)于生物炭和秸稈處理。

2.2 有機(jī)物料對(duì)土壤有機(jī)碳含量與儲(chǔ)量的影響

由圖2可知,垂直剖面上各處理土壤有機(jī)碳含量表現(xiàn)出相同規(guī)律,含量隨土層深度的增加而降低。有機(jī)物料不同程度提高了0—20 cm土層有機(jī)碳含量。0—10、10—20 cm土層SOC含量均以風(fēng)化煤和牛糞處理較高,分別較CK顯著提高 54.8%、36.6%和40.4%、35.6%。20—40 cm土層SOC含量較表層0—20 cm明顯下降,風(fēng)化煤處理顯著高于CK,其它處理與CK差異不顯著。有機(jī)物料對(duì)40—60 cm土層SOC含量無(wú)明顯影響??梢?jiàn),有機(jī)物料對(duì)蘇打鹽化土SOC含量的影響主要表現(xiàn)在0—20 cm表層土壤,以風(fēng)化煤處理土壤有機(jī)碳提高最為明顯,牛糞次之,秸稈和生物炭較低。

圖 1 不同有機(jī)物料處理春玉米產(chǎn)量Fig. 1 Yields of spring maize applied with different organic materials

土壤有機(jī)碳密度是衡量和評(píng)價(jià)土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的一個(gè)重要指標(biāo)。由圖2可知,土壤有機(jī)碳密度表現(xiàn)出隨土層深度增加而降低的趨勢(shì)。有機(jī)物料不同程度增加了土壤有機(jī)碳密度。0—10 cm土層有機(jī)碳密度提高10.0%~46.0%,以風(fēng)化煤處理最高,秸稈處理較低,除風(fēng)化煤處理外,其它處理與CK無(wú)顯著差異。10—20 cm土層有機(jī)碳密度提高13.4%~31.8%,同樣以風(fēng)化煤處理最高,除生物炭處理外,其它處理與CK差異顯著,有機(jī)物料處理間差異不顯著。20—60 cm土層有機(jī)碳密度與CK相比無(wú)顯著差異??梢?jiàn),有機(jī)物料明顯提高0—20 cm土層有機(jī)碳密度,以風(fēng)化煤、牛糞增幅較高,可促進(jìn)土壤有機(jī)碳的累積,增加土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量。

圖 2 不同有機(jī)物料處理土壤有機(jī)碳含量和有機(jī)碳密度Fig. 2 Soil organic carbon (SOC) and SOC density in different organic material treatments

2.3 有機(jī)物料對(duì)土壤活性碳組分含量的影響

由表3可知,有機(jī)物料明顯影響著土壤活性碳組分含量,垂直分布上土壤活性有機(jī)碳組分與有機(jī)碳規(guī)律相似,即隨土層深度增加各組分含量降低。施用有機(jī)物料明顯提高0—10、10—20 cm土壤活性有機(jī)碳組分含量,以10—20 cm土層增幅較大,而對(duì)20—60 cm土層影響很小。

0—10和10—20 cm土層WSOC含量分別為74.58~130.24 mg/kg和 69.31~120.69 mg/kg,均表現(xiàn)為牛糞和風(fēng)化煤 > 生物炭和秸稈 > CK,有機(jī)物料處理較CK顯著增加37.8%~74.6%和38.0%~74.1%,風(fēng)化煤、牛糞處理顯著高于生物炭、秸稈處理。20—40 cm土層WSOC含量略有增加,但處理間差異不顯著;40—60 cm土層WSOC含量無(wú)明顯變化。

EOC含量明顯高于WSOC含量,處理間表現(xiàn)出與WSOC相似的規(guī)律。0—10、10—20 cm土層EOC含量分別為0.72~1.36 g/kg和0.74~1.26 g/kg,呈現(xiàn)為牛糞和風(fēng)化煤 > 生物炭和秸稈 > CK,有機(jī)物料處理較CK顯著增加39.6%~90.1%和27.1%~69.4%,風(fēng)化煤、牛糞處理含量顯著高于生物炭、秸稈處理。20—40 cm土層EOC含量較CK增加51.5%~81.9%,但處理間差異不顯著;40—60 cm土層EOC含量以生物炭處理最高,較CK顯著增加。

LFOC含量明顯高于WSOC含量、略低于EOC含量。0—10、10—20 cm土層LFOC含量分別為0.66~1.15 g/kg和0.57~1.12 g/kg,呈牛糞和風(fēng)化煤及秸稈 > 生物炭 > CK變化,有機(jī)物料處理較CK顯著提高30.6%~74.1%和56.7%~97.0%,風(fēng)化煤、牛糞、秸稈處理LFOC含量顯著高于生物炭處理。20—40 cm土層各處理LFOC含量較CK顯著增加38.0%~58.8%;40—60 cm土層LFOC含量變化較小。

2.4 有機(jī)物料對(duì)土壤活性碳組分比例的影響

土壤活性碳組分分配比例是指活性有機(jī)碳含量與有機(jī)碳總含量的比值。施用有機(jī)物料明顯提高了0—20 cm土層活性碳組分分配比例 (表4)。在有機(jī)碳總量中,WSOC占比較低,EOC、LFOC占比較高。在0—10、10—20 cm土層,WSOC占比為2.1%~2.7%,有機(jī)物料處理的較CK分別增加0.17~0.58、0.43~0.56個(gè)百分點(diǎn),不同物料間差異不顯著,只有牛糞處理的占比顯著高于CK。EOC在有機(jī)碳中的占比在0—10、10—20 cm土層分別為20.6%~27.4%、22.9%~28.7%,有機(jī)物料處理較CK增加了1.67~6.83、1.71~5.80個(gè)百分點(diǎn),以牛糞處理最高,風(fēng)化煤其次,較CK均顯著增加。LFOC的占比范圍分別為18.8%~26.2%、17.5%~25.5%,有機(jī)物料處理較CK增加0.34~7.39、6.41~8.00個(gè)百分點(diǎn),以秸稈和牛糞 > 風(fēng)化煤和生物炭 > CK,秸稈處理顯著高于CK。有機(jī)物料對(duì)20—60 cm土層活性碳組分分配比例影響很小,處理間差異不顯著??梢?jiàn),施用有機(jī)物料提高了活性有機(jī)碳的比例,改變了土壤有機(jī)碳質(zhì)量,對(duì)活性碳組分所占比例的影響主要在0—20 cm土層。

表3 不同有機(jī)物料處理各土層土壤水溶性有機(jī)碳、易氧化有機(jī)碳和輕組有機(jī)碳含量Table 3 Contents of water-soluble, easy oxidizable and light fraction carbon in soils applied with different organic materials

2.5 有機(jī)物料對(duì)土壤pH、電導(dǎo)率 (EC) 和堿化度(ESP) 的影響

如圖3所示,垂直分布上土壤pH、EC和ESP表現(xiàn)出相似的規(guī)律,隨著土層深度增加而增加。施用有機(jī)物料降低土壤pH、EC和ESP,且主要影響0—20 cm土層,對(duì)20—40、40—60 cm土層影響較小或無(wú)影響。0—10、10—20 cm土層pH均以風(fēng)化煤和牛糞處理降低較多,分別降低0.59、0.55和0.53、0.53,與CK差異顯著。土壤EC隨土層深度增加逐漸加大,0—10、10—20 cm土層均為牛糞和風(fēng)化煤 > 生物炭和秸稈,牛糞、風(fēng)化煤處理較CK顯著降低23.7%、15.1%和16.7%、18.4%。施用有機(jī)物料后,0—10、10—20 cm土層ESP分別降低41.3%~51.6%、22.3%~60.4%,均與CK差異顯著。綜合分析可知,在降低土壤pH、ESP和調(diào)控土壤EC上風(fēng)化煤、牛糞效果優(yōu)于秸稈和生物炭。

2.6 土壤有機(jī)碳及活性碳組分與鹽堿化指標(biāo)之間的關(guān)系

由表5可知,土壤pH和ESP與有機(jī)碳及活性碳組分之間均呈極顯著負(fù)相關(guān),土壤EC與SOC呈顯著負(fù)相關(guān),與活性碳組分之間的相關(guān)性達(dá)到極顯著水平??梢?jiàn),SOC及其活性組分可以調(diào)控土壤酸堿度和鹽分含量,土壤pH、EC和ESP隨著SOC和活性碳組分含量的增加而降低,施用有機(jī)物料能促進(jìn)土壤改良利用。SOC與WSOC、EOC及LFOC呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.820、0.862和0.699,說(shuō)明土壤活性碳組分與SOC含量密切相關(guān),SOC含量很大程度上決定了土壤活性碳組分含量。土壤WSOC、EOC及LFOC之間存在極顯著正相關(guān),說(shuō)明土壤不同活性碳組分之間關(guān)系密切、相互影響。

表4 不同有機(jī)物料處理各土層水溶性有機(jī)碳、易氧化有機(jī)碳和輕組有機(jī)碳在總有機(jī)碳中的占比 (%)Table 4 Percentage of water-soluble, easy oxidizable and light fraction carban in the total organic carban of soils applied with different organic materials

圖 3 不同有機(jī)物料處理土壤pH、電導(dǎo)率 (EC) 和堿化度 (ESP)Fig. 3 Soil pH, electrical conductivity (EC) and exchange sodium percentage (ESP) applied with different organic materials

表5 土壤有機(jī)碳及其活性組分與鹽堿化指標(biāo)之間的相關(guān)分析(r)Table 5 Correlation analysis between soil organic carbon, fractions of active carbon and salinity indicators

3 討論

3.1 有機(jī)物料對(duì)土壤有機(jī)碳含量與儲(chǔ)量的影響

有機(jī)碳在土壤理化性質(zhì)及生物學(xué)性質(zhì)方面發(fā)揮著重要作用,是土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)[17]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,四種有機(jī)物料均明顯提高了0—20 cm土層SOC含量,這與王玲莉等[18]的研究結(jié)果一致。連續(xù)兩年試驗(yàn),有機(jī)物料本身含有的有機(jī)碳輸入是其增加的主要原因,另一方面有機(jī)物料促進(jìn)作物生長(zhǎng),使作物殘茬和根系分泌物增加,進(jìn)而增加作物對(duì)SOC的輸入[9]。風(fēng)化煤和牛糞處理顯著提高SOC含量,可能主要與風(fēng)化煤能有效降低土壤pH、降低Na+的危害,進(jìn)而促進(jìn)作物生長(zhǎng)有關(guān)[19];另外風(fēng)化煤、牛糞均可促進(jìn)土壤團(tuán)聚體形成,其物理性保護(hù)作用有利于SOC累積[20-21]。土壤有機(jī)碳密度是土壤碳儲(chǔ)量的重要指標(biāo),與湯潔等[22]的研究結(jié)果相似,本試驗(yàn)亦表明風(fēng)化煤、牛糞等有機(jī)物料能明顯提高土壤有機(jī)碳密度。

3.2 有機(jī)物料對(duì)土壤活性碳組分及分配比例的影響

土壤活性碳組分對(duì)植物和微生物具有較高活性,不僅對(duì)耕作措施反應(yīng)敏感,而且在調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化方面發(fā)揮著重要作用[23]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,有機(jī)物料提高了土壤活性碳組分含量。風(fēng)化煤、牛糞處理提高土壤WSOC、EOC效果最為顯著,其主要原因可能是,風(fēng)化煤、牛糞極大增加了SOC輸入,提高了土壤微生物活性,加快有機(jī)物的分解和轉(zhuǎn)化,而分解的有機(jī)物及腐解物中含有多種活性碳組分,同時(shí)根系分泌的活性碳組分也增加,明顯提高其含量[23-25]。秸稈處理LFOC含量較高,這主要與秸稈的高碳氮比能夠加速新鮮秸稈的腐解轉(zhuǎn)化有關(guān)[26];生物炭穩(wěn)定性高,不易礦化降解,因此土壤活性碳組分均較低。

土壤活性碳組分分配比例能夠消除SOC含量差異對(duì)活性碳的影響,更能反映不同管理措施下SOC質(zhì)量和穩(wěn)定程度。李新華等[23]指出,土壤活性碳組分比例越高表示土壤碳有效性越高,易礦化分解,反之則表示土壤碳穩(wěn)定性高,不易礦化利用。本研究結(jié)果表明,施用有機(jī)物料可提高0—20 cm土層活性碳組分分配比例,這可能與有機(jī)物料輸入為土壤微生物提供充足碳源,加快土壤活性碳積累有關(guān)[24,27-28]。前人研究表明,風(fēng)化煤和牛糞均能加快有機(jī)碳的礦化分解[6]、增加作物凋落物和根系分泌物[8-9],提高WSOC和EOC含量,這可能是本研究中牛糞和風(fēng)化煤處理土壤有機(jī)碳中WSOC、EOC占比較高的主要原因。新鮮秸稈極大提高了土壤LFOC含量,導(dǎo)致土壤LFOC占比以秸稈處理最高,而生物炭較為穩(wěn)定,因此生物炭處理對(duì)土壤活性碳組分的占比影響不大,黎嘉成等[29]、王夢(mèng)雅等[30]也獲得了相似的研究結(jié)果。

3.3 有機(jī)物料對(duì)土壤pH、EC和ESP的影響

土壤pH、EC和ESP是衡量鹽漬土鹽堿程度的重要指標(biāo)[2]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,施用有機(jī)物料明顯降低0—20 cm土層pH、EC和ESP,其中以風(fēng)化煤和牛糞處理效果最佳。主要原因是,風(fēng)化煤含有大量酸性功能團(tuán)使其具有較高的陽(yáng)離子交換量,能夠吸附和交換土壤中的鈉離子來(lái)降低土壤pH和鹽分含量[21,31];牛糞可提高鹽漬土的脫鹽抑鹽能力,通過(guò)離子交換降低土壤pH值,減少可溶性鹽基離子含量[32]。秸稈含有大量難分解的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素;生物炭具有較高的pH值,使得其在降低土壤pH值和鹽基離子含量方面效果較差差[33]。改良后土壤EC值較背景值大幅度降低,也與二者土樣采集時(shí)期不同有關(guān)。背景值是2016年春播前土樣測(cè)試結(jié)果,春季地表水分蒸發(fā)增強(qiáng),土壤鹽分隨毛管水上升積聚到表層,EC測(cè)定值較高;而改良后土壤EC值是2017年秋季的測(cè)試結(jié)果,有機(jī)物料改良作用使EC降低,且夏秋季節(jié)較高的降雨量也促進(jìn)表層鹽分向下遷移,導(dǎo)致表層土壤EC大幅降低。

相關(guān)性分析結(jié)果表明,SOC及其活性組分與土壤pH、EC和ESP呈顯著 (P< 0.05) 負(fù)相關(guān)。說(shuō)明SOC與其活性組分可調(diào)控土壤酸堿度和鹽分含量,施用有機(jī)物料能促進(jìn)鹽漬土的改良利用,這與韓劍宏等[28]研究結(jié)果一致。SOC與活性碳組分呈顯著正相關(guān),說(shuō)明土壤活性碳組分很大程度上依賴(lài)于SOC含量;活性碳組分之間的顯著相關(guān)性說(shuō)明不同活性碳組分相互聯(lián)系、相互影響,能夠很好地反映土壤有機(jī)碳的變化情況[26,34]。

4 結(jié)論

風(fēng)化煤、生物炭、牛糞和秸稈均能明顯提高0—20 cm表層有機(jī)碳含量,提高水溶性有機(jī)碳、易氧化態(tài)有機(jī)碳和輕組有機(jī)碳在土壤活性碳中的占比,提高有機(jī)碳的質(zhì)量。同時(shí)降低土壤pH、EC和ESP,提高春玉米產(chǎn)量。與生物炭和秸稈相比,牛糞和風(fēng)化煤處理具有較高的WSOC/SOC、EOC/SOC和LFOC/SOC,且土壤pH、EC和ESP降低程度更加明顯,春玉米增產(chǎn)效果更加顯著。SOC及活性碳組分與pH、EC和ESP呈顯著負(fù)相關(guān),表明有機(jī)物料改良蘇打鹽化土與SOC及活性碳組分含量提高有關(guān)。綜上可知,風(fēng)化煤、牛糞對(duì)內(nèi)陸蘇打鹽化土改良效果較好。

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