溫美娟，楊思存，王成寶，霍 琳，姜萬禮

(甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與節(jié)水農(nóng)業(yè)研究所，甘肅蘭州730070)

引黃灌區(qū)是甘肅省重要的商品農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，擁有黃河及眾多支流水源，農(nóng)田實灌面積達3.845×105hm2，極大地改善了該區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件［1］。但該區(qū)處于旱地農(nóng)業(yè)向荒地牧地過渡區(qū)，土壤以灰鈣土為主，土壤鹽漬化現(xiàn)象嚴重，土壤風(fēng)蝕蒸發(fā)量大，生態(tài)環(huán)境極其脆弱，土壤生產(chǎn)力低［2］。土壤耕作是用

現(xiàn)代機具對土壤進行機械操作，該區(qū)傳統(tǒng)的翻耕、淺旋耕等由于耕作深度淺且對土壤耕層擾動較大，使得上土層粉化，下土層壓實，土壤團粒結(jié)構(gòu)破壞，加劇了土壤退化，同時由于作物秸稈被棄置或露天焚燒，使得有機資源浪費嚴重，增加了環(huán)境負擔［3-4］。因此，研究不同耕作措施與秸稈還田對土壤物理性狀的影響，對于改善甘肅沿黃灌區(qū)耕地土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤生產(chǎn)力有重要意義。

土壤耕作直接作用于土壤，創(chuàng)造水肥氣熱協(xié)調(diào)的耕層結(jié)構(gòu)。深松可減少耕層土壤擾動，打破犁底層，增加土壤通透性，降低土壤容重［5］，為作物生長提供良好的生長環(huán)境。利用深松來改善土壤結(jié)構(gòu)，增加耕層深度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用［6-7］。土壤團聚體是土壤結(jié)構(gòu)的基本單元，團聚體構(gòu)成比例及穩(wěn)定性是評價土壤質(zhì)量的重要指標［8］，但頻繁耕作在降低土壤緊實度，增加土壤通透性的同時可促進有機物質(zhì)的分解與轉(zhuǎn)化，減少了土壤膠結(jié)物質(zhì)，不利于土壤大團聚體的形成［9-10］，降低了土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性［11］。作物秸稈還田會促進土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成，改善耕層構(gòu)造，進而改善土壤耕性;土壤耕作可促進秸稈與土壤的充分接觸，使作物殘體在土壤中分布均勻，促進秸稈腐解，增加膠結(jié)物質(zhì)，促進土壤大團聚體的形成，增加耕層大團聚體的數(shù)量與平均重量直徑，促進土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定［12-13］。此外，深松與秸稈還田作用于土壤改變了土壤顆粒分布形態(tài)［14］，進而影響了土壤團聚體分形維數(shù)(Fractal Dimension，D)，分形維數(shù)(D)是表征土壤團聚體分布狀態(tài)的重要指標［15］。Carter［16］和 Kasper等［17］運用分形維數(shù)比較不同耕作措施對團聚體的影響，結(jié)果表明保護性耕作措施有利于增加團聚體含量，改善表層土壤結(jié)構(gòu)。前人研究多集中于無灌溉條件的旱作區(qū)不同耕作方式或土地利用方式對土壤蓄水保墑、作物生長的影響［5，18-19］，針對荒漠綠洲灌區(qū)土壤結(jié)構(gòu)退化嚴重、土壤鹽含量高導(dǎo)致土壤分散，團聚性差，長期傳統(tǒng)耕作習(xí)慣使土壤板結(jié)等問題的研究鮮有報道。本研究基于3 a的田間試驗，在甘肅引黃灌區(qū)灰鈣土上研究了旋耕、深松和深松+秸稈還田對各粒級團聚體含量、團聚體穩(wěn)定率、平均質(zhì)量直徑(MWD)、平均幾何直徑(GMD)和分形維數(shù)(D)等指標，以期為該區(qū)水澆地土壤管理和耕層構(gòu)造提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2015—2017年在甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院白銀沿黃灌區(qū)農(nóng)業(yè)試驗站實施。該地區(qū)屬于黃土高原溝壑區(qū)，海拔 1 645 m，位于黃河上游(104°13＇N，37°15＇E)，土壤含鹽量高;該區(qū)春秋風(fēng)沙大，土壤風(fēng)蝕嚴重，氣候干旱，年平均氣溫6.6℃左右，大于0℃和10℃的積溫分別為3 208℃和2 622℃，無霜期160～170 d;年日照時數(shù)2 919 h，年平均降水量240 mm，蒸發(fā)量2 369 mm。試驗地土壤類型為灰鈣土，質(zhì)地為中壤。2015年試驗實施前耕層土壤(0～20 cm)的基本性狀為:pH 8.5，有機質(zhì) 12.58 g·kg-1，全氮 0.85 g·kg-1，速效氮48.4 mg·kg-1，全磷 1.09 g·kg-1，速效磷 12.3 mg·kg-1，速效鉀 172 mg·kg-1，全鉀 1.35 g·kg-1，容重 1.43 g·cm-3。

1.2 試驗設(shè)計

試驗田種植制度為單作春玉米。供試材料為先玉335。小區(qū)面積312.8 m2(寬 9.9 m，長 32.5 m)，不同處理播種密度與施肥狀況一致，播種時施入 N 150 kg·hm-2，P2O5150 kg·hm-2，氮肥和磷肥分別為尿素和磷二銨，大喇叭口期和抽穗期分別追施N 112.5 kg·hm-2。秸稈還田量為玉米秸稈全量還田。種植規(guī)格:帶幅110 cm，行距40 cm，株距27.5 cm，玉米播種量為7.5萬株·hm-2，每年冬季11 月灌水 1 500 m3·hm-2。

試驗設(shè)深松秸稈還田、深松秸稈不還田處理，以傳統(tǒng)旋耕秸稈不還田為對照，每個處理重復(fù)3次，共9個小區(qū)，采用隨機區(qū)組試驗設(shè)計。處理如下:ST，深松秸稈不還田處理;STS，深松秸稈還田處理;RT，傳統(tǒng)旋耕秸稈不還田處理。具體耕作措施:(1)深松處理:2015年玉米機械收獲后采用ISQ-340型全方位深松機深松，深度35 cm，間隔深松整地，寬度間隔15 cm，玉米秸稈全量翻耕(蘭駝1LF翻轉(zhuǎn)犁)入土，冬季11月份灌水。次年4月種植玉米，2016年機械收獲玉米，玉米秸稈全量翻耕(蘭駝1LF翻轉(zhuǎn)犁)入土，冬季11月份灌水，次年4月種植玉米，2017年10月收獲玉米。(2)傳統(tǒng)旋耕處理:2015年10月玉米機械收獲后將秸稈全部移出，采用東方紅1GQN-125型旋耕機旋耕，耕作深度15 cm，冬季11月份灌水，次年4月種植玉米，2016年10月收獲玉米，同時將玉米秸稈全部移出，采用東方紅1GQN-125型旋耕機旋耕，冬季11月份灌水，次年4月種植玉米，2017年10月收獲玉米。

1.3 采樣與測定方法

1.3.1 采樣方法 2017年10月玉米收獲后，按S型5點取樣法在 0～10、10～20、20～30 cm 和 30～40 cm土層采集原狀土樣約2 kg，自然風(fēng)干后除去粗根及小石塊，將大土塊按自然裂痕剝離為1 cm3左右。將風(fēng)干土樣過孔徑為5、2 mm的篩子，分為＞5、2～5、＜2 mm 3個級別。然后按3個級別土樣在原狀土中所占比例取混合土樣200 g。

1.3.2 測定方法 機械穩(wěn)定性團聚體:采用干篩法［20］。稱取風(fēng)干土樣200 g，放入最大孔徑5 mm的土篩上面，套篩下邊的土篩孔徑分別為5、2、1、0.5 mm和0.25 mm，底層安放底盒，以收?。?.25 mm的土壤團聚體，套篩頂部有篩蓋。裝好土樣后，用振蕩式機械篩分儀在最大功率下振蕩2 min，從上部依次取篩，將各級篩網(wǎng)上的土樣分別收集稱重，即得到＞5、2～5、1～2、0.5～1、0.25～0.5 mm 和＜0.25 mm的機械穩(wěn)定性團聚體質(zhì)量。

水穩(wěn)性團聚體:采用濕篩法［20］。先用烘干法測定土壤含水量，再稱取風(fēng)干土樣40 g，平鋪于套篩上(從上到下的順序為 5、2、1、0.5、0.25 mm)。調(diào)整桶內(nèi)水面的高度，使篩子移動到最高位置時最上一層篩子中的團聚體剛好淹沒在水面以下。先在水面下浸泡10 min，然后以30次·min-1的速度上下振蕩5 min，將每個篩子上的水穩(wěn)性團聚體分別沖洗入已稱重的三角瓶，105℃烘干、稱重;之后再往每個瓶中加入10 mol·L-1六偏磷酸鈉10 ml，用玻璃棒攪拌分散，置于相應(yīng)孔徑的篩子上振蕩45 min，收集各級篩子上的殘留物，105℃烘干，再次稱重，通過換算即得到＞5、2～5、1～2、0.5～1、0.25～0.5 mm 和＜0.25 mm的水穩(wěn)性團聚體質(zhì)量。

1.4 計算方法

利用各粒級團聚體數(shù)據(jù)，計算各粒級團聚體的含量WSAi、＞0.25 mm團聚體R0.25、平均質(zhì)量直徑(MWD)、平均幾何直徑(GMD)、土壤團聚體破壞率(Percentage of Aggregate Destruction，PAD)和不穩(wěn)定團粒指數(shù)(Unstable Index of Aggregate，ELT)，計算公式如下［21-22］:

式中，WSAi為各粒級機械穩(wěn)定性或水穩(wěn)性團聚體的含量(%)，Wi為各粒級機械穩(wěn)定或水穩(wěn)性團聚體質(zhì)量(g)，WT為供試土壤樣品總質(zhì)量(g);R0.25為直徑＞0.25 mm團聚體的含量(%)，Wr＞0.25為粒徑＞0.25 mm團聚體的質(zhì)量(g);PAD為團聚體破壞率(%)，DR0.25為＞0.25 mm機械穩(wěn)定性團聚體含量(%)，WR0.25為＞0.25 mm水穩(wěn)性團聚體含量(%);ELT為不穩(wěn)定團粒指數(shù)(%)，W0.25為水穩(wěn)性團聚體質(zhì)量(g);MWD為團聚體平均質(zhì)量直徑(mm)，GWD為團聚體幾何平均直徑(mm)，Xi為某一級別范圍內(nèi)團聚體的平均直徑(mm)，Wi為對應(yīng)于Xi的團聚體百分含量(%)。

分形維數(shù)(D)的計算采用楊培嶺等［23］推導(dǎo)的公式，在忽略各粒級間土粒比重差異的前提下，土壤顆粒的重量分布與平均粒徑間的分形關(guān)系可用下式表示:

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007和SAS8.0統(tǒng)計分析軟件進行試驗數(shù)據(jù)分析和繪圖，多重比較用LSD法。

2 結(jié)果與分析

2.1 深松與秸稈還田對團聚體數(shù)量的影響

如表1所示，通過干篩法得到0～40 cm土層＞0.25 mm機械穩(wěn)定性團聚體含量(DR0.25)在75.1%～92.8%之間，平均為85.4%。各處理DR0.25含量隨著土層深度的增加呈增大趨勢;在秸稈不還田條件下，深松較旋耕DR0.25含量提高3.5%，相同深松深度下，秸稈還田較不還田提高3.0%，但差異不顯著;0～40 cm 土層＞ 5、2～5、1～2、0.5～1、0.25～0.5 mm 機械穩(wěn)定性團聚體含量隨著土層加深而增大。

不同土層來看，0～10 cm土層，＞0.25 mm團聚體含量(DR0.25)STS顯著高于RT，較RT提高8.6%;＞ 5、2～5、1～2 mm 團聚體含量 STS顯著高于 RT，較RT分別提高30.7%、3.8%和22.5%;10～20 cm土層，STS處理的DR0.25顯著高于 RT，較 RT增加4.9%，＞5 mm干團聚體含量 STS顯著高于RT，較RT增加27.3%;20～30 cm土層，STS顯著高于RT，較RT提高7.7%，＞5、1～2、0.25～0.5 mm 干團聚體含量STS較RT提高4.4%、2.8%和5.1%;30～40 cm土層，STS顯著高于RT，較RT提高6.9%，與ST差異不顯著，＞5 mm和0.5～1 mm干團聚體含量STS顯著高于RT，較RT提高7.9%和11.6%。

表1深松和秸稈還田下機械穩(wěn)定性團聚體的組成/%Table 1 Composition of mechanically stable aggregates in the soil under subsoiling and straw returning

由表2可看出，濕篩法得到0～40 cm土層＞0.25 mm水穩(wěn)性團聚體含量(WR0.25)在7.9%～29.8%之間，平均為15.0%。WR0.25含量隨著土層深度的增加而降低，在秸稈不還田條件下，深松較旋耕WR0.25含量提高39.2%，相同深松深度下，秸稈還田較不還田提高 4.3%;0～40 cm 土層＞5、2～5、1～2、0.5～1、0.25～0.5 mm水穩(wěn)性團聚體含量隨著土層加深而降低，各粒級干團聚體含量在0～40 cm土層平均為0.1%、0.3%、1.0%、6.4%和7.3%，＞1 mm 水穩(wěn)性團聚體含量較少。

不同土層來看，0～10 cm土層，在秸稈不還田條件下，深松較旋耕WR0.25含量提高59.0%，相同深松深度下，秸稈還田較不還田WR0.25含量提高5.5%，STS的WR0.25較RT提高67.7%。10～20 cm土層，在秸稈不還田條件下，深松較旋耕WR0.25含量提高44.8%，相同深松深度下，秸稈還田較不還田提高2.9%，STS的WR0.25為 17.1%，顯著高于 RT，較 RT提高49.1%，與 ST 差異不顯著;＞5、2～5、1～2、0.5～1、0.25～0.5 mm團聚體含量STS顯著高于RT;20～30 cm土層，在秸稈不還田條件下，深松較旋耕WR0.25含量提高35.3%，相同深松深度下，秸稈還田較不還田提高5.3%，STS顯著高于RT，較RT提高42.9%，＞2 mm水穩(wěn)性團聚體各處理間差異不顯著，1～2、0.5～1、0.25～0.5 mm 水穩(wěn)性團聚體含量 STS顯著高于RT;30～40 cm土層，在秸稈不還田條件下，深松較旋耕WR0.25含量提高44.8%，相同深松深度下，秸稈還田較不還田提高3.2%，STS顯著高于RT，較 RT 提高 17.4%，＞5、2～5、1～2、0.5～1、0.25～0.5 mm水穩(wěn)性團聚體含量STS較RT差異顯著。由此可見，旋耕破壞了土壤水穩(wěn)性團聚體，而深松配合秸稈還田對土壤水穩(wěn)性團聚體的形成有很好的促進作用。

2.2 深松與秸稈還田對土壤團聚體大小的影響

MWD和GMD是評價團聚體穩(wěn)定性的重要指標，其值越大，穩(wěn)定性越強，土壤抗侵蝕能力越強［24］。如表3所示，干篩法下，MWD和GMD值隨著土層加深而增加，土層之間數(shù)值差異較小，0～40 cm土層，在秸稈不還田條件下，深松較旋耕MWD、GMD值分別增加7.2%、11.2%，在相同深松深度下，秸稈還田較不還田MWD、GMD值分別增加2.1%、3.9%，處理間表現(xiàn)為STS顯著高于RT，較RT增加9.5%、15.5%。分土層來看，0～10 cm土層，在秸稈不還田條件下，深松較旋耕MWD、GMD值分別增加13.2%、18.7%，相同深松深度下，秸稈還田較不還田MWD、GMD值增加4.2%、5.6%，處理間STS顯著高于RT，較RT增加18.0%、25.3%;10～20 cm土層，在秸稈不還田條件下，深松較旋耕MWD、GMD值分別增加12.9%、16.4%，相同深松深度下，秸稈還田較不還田MWD值增加0.04%，GMD值增加1.7%，處理間 STS顯著高于 RT，較 RT增加 13.4%和18.27%;20～40 cm土層，STS的MWD值和GMD值顯著高于RT，較RT增幅4.1～15.8%。

濕篩法下，MWD和GMD值隨著土層加深而降低，0～40 cm土層，在秸稈不還田條件下，深松較旋耕MWD值增加21.4%，GMD值增加12.5%，在相同深松深度下，秸稈還田較不還田MWD值增加2.9%，GMD值無差異，處理間表現(xiàn)為STS顯著高于RT，較RT的MWD值增加25.0%，GMD值增加12.5%。分土層來看，0～10 cm土層，在秸稈不還田條件下，深松較旋耕MWD值和GMD值增加21.4%、12.5%，相同深松深度下，秸稈還田較不還田MWD值增加2.9%;10～20cm土層，深松較旋耕MWD值增加12.5%，GMD值增加4.5%，秸稈還田較不還田MWD值增加3.7%，GMD值差異不顯著;20～30 cm土層，深松較旋耕MWD值增加4.3%，GMD值增加4.8%，秸稈還田較不還田MWD值增加4.3%，MWD值增加4.2%;30～40 cm土層，STS、ST與RT的MWD值差異顯著，深松較旋耕MWD值增加4.4%，GMD值無顯著差異。

2.3 深松與秸稈還田對土壤團聚體穩(wěn)定性的影響

土壤不穩(wěn)定指數(shù)和團聚體破壞率是評價土壤團聚體穩(wěn)定性的重要指標。由圖1可看出，PAD和ELT值隨著土層加深而增大，在秸稈不還田條件下，深松較旋耕PAD降低6.3%，ELT降低5.7%，相同深松深度下，秸稈還田較不還田PAD降低2.4%，ELT降低1.5%。分析各土層，隨著土層深度的加深，PAD和ELT降低的幅度越來越小，0～10 cm土層，STS處理PAD和ELT顯著低于 RT，較 RT降低 19.5%和14.6%，顯著高于其他土層，PAD在不還田條件下，深松較旋耕降低15.4%，在相同深松深度下，秸稈還田較不還田降低 4.8%。在 10～20、20～30、30～40 cm土層，STS處理PAD較 RT分別降低 7.5%、5.3%、3.4%，ELT降低6.4%、4.0%、3.9%。

表2 深松和秸稈還田下水穩(wěn)性團聚體的組成/%Table 2 Composition of water-stable aggregates in the soil under subsoil and straw returning

表3 深松和秸稈還田下土壤團聚體平均質(zhì)量直徑(MWD)和幾何平均直徑(GMD)/mmTable 3 MWD and GMD of subsoil and straw returning with dry and wet sieving analyses

2.4 深松與秸稈還田對土壤團聚體分形維數(shù)的影響

分形維數(shù)可以定量描述不同粒徑團聚體的穩(wěn)定性特征，利用公式(7)對團聚體干篩與濕篩數(shù)據(jù)進行擬合，得到干篩法擬合系數(shù)R2＞0.911，濕篩法擬合系數(shù)R2＞0.856。從圖2可以看出，干篩法機械穩(wěn)定性團聚體的分形維數(shù)隨土層加深而降低，各處理0～40 cm土層平均值的大小順序為:RT＞ST＞STS，STS較RT和ST分別降低4.5%和1.8%，20～40 cm土層之間無明顯差異，但低于0～20 cm土層。分析各土層，0～20 cm土層，RTS較RT降低3.1%，20～40 cm土層各處理之間的差異進一步增大，STS較RT增加6.0%。水穩(wěn)性團聚體的分形維數(shù)，10～20 cm土層STS較RT降低1.61%，30～40 cm土層STS較RT降低0.67%。

圖1 不同處理下土壤團聚體破壞率(PAD)和不穩(wěn)定團粒指數(shù)(E LT)Fig.1 Destruction rate of aggregate(PAD)and unstable index of aggregate(E LT)under different treatments

圖2 不同處理下干篩法和濕篩法的分形維數(shù)(D)Fig.2 Fractal dimension of soil aggregates under different treatments

3 討論

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中將粒徑＞0.25 mm的土壤團聚體稱為土壤團粒結(jié)構(gòu)，其數(shù)量與土壤持水能力及土壤肥力狀況正相關(guān)，保護性耕作措施是能減少耕層土壤擾動，增加地表覆蓋，創(chuàng)造水肥氣熱協(xié)調(diào)的耕層環(huán)境的耕作方式［25］。田慎重等［8］的研究結(jié)果表明，深松配合秸稈還田較旋耕無秸稈還田使0～50 cm土層大團聚體的數(shù)量增加6.1%。本研究結(jié)果表明，STS較RT使0～40 cm土層＞0.25 mm機械穩(wěn)定性團聚體數(shù)量增加8.3%，且0～10 cm土層＞0.25 mm團聚體數(shù)量增加幅度高于10～40 cm土層，說明深松配合秸稈還田可顯著提高表層土壤大團聚體數(shù)量，這與李景等［26］的研究結(jié)果一致。本研究結(jié)果還表明，深松較旋耕使0～40 cm土層DR0.25提高3.5%，秸稈還田較不還田提高3.0%，通過方差分析可得，深松可極顯著(P＜0.01)影響DR0.25的含量，說明耕作是影響機械穩(wěn)定性大團聚體含量的主要因素。對不同粒級分析可看出，各粒級分布較為均勻，不同粒級機械穩(wěn)定性團聚體含量隨著土層深度的增加而增加，主要原因是表層土壤頻繁擾動多，有機質(zhì)分解礦化強烈，降低了機械穩(wěn)定性團聚體的膠結(jié)作用［9］。此外，＞1 mm團聚體含量在0～40 cm土層STS顯著高于RT，但0～20 cm土層STS較RT能顯著降低0.25～0.5 mm團聚體數(shù)量，增加＞0.5 mm團聚體數(shù)量，說明相對于主要作用力在0～15 cm的旋耕措施，深松配合秸稈還田一方面可降低耕層土壤的擾動，降低深層土壤緊實度，打破土壤犁底層，促進作物生長［27］，另一方面作物秸稈還田可能促進團聚體中顆粒有機質(zhì)(POM)的形成，POM被黏土礦物質(zhì)和微生物分泌的黏液包裹，形成新微團聚體的核心，進而促進土壤大團聚體數(shù)量的增加［28］。

土壤水穩(wěn)性團聚體含量是反應(yīng)土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要指標，可用來衡量土壤抗侵蝕能力［24］。本研究結(jié)果顯示，水穩(wěn)性團聚體含量明顯低于機械穩(wěn)定性團聚體，主要原因是在浸水條件下，團聚體抗破壞能力降低，使得非水穩(wěn)性團聚體轉(zhuǎn)化為粒級更小的水穩(wěn)性團聚體［29］。分土層來看，STS較RT顯著增加了0～40 cm土層WR0.25含量，其中0～10 cm土層STS較RT和ST分別提高67.7%和5.5%。方差分析結(jié)果表明，深松可極顯著提高WR0.25含量(P＜0.01)，秸稈還田達到顯著水平(P＜0.05)，且0～20 cm土層水穩(wěn)性大團聚含量高于20～40 cm，這與農(nóng)田0～20 cm土層土壤中的有機碳、膠結(jié)物質(zhì)和微生物、根系分泌物等的數(shù)量及種類較20～40 cm土層多有關(guān)［30］。不同粒級分析可看出，水穩(wěn)性團聚體含量隨著粒級直徑的減小而增加，水穩(wěn)性團聚體0.25～1 mm團聚體數(shù)量最多，且在各粒級STS較RT差異顯著，這與程科等［9］研究結(jié)果一致。

本研究結(jié)果顯示，深松和秸稈還田增加了R0.25團粒結(jié)構(gòu)的數(shù)量，提高了耕層團聚體的穩(wěn)定性。STS較RT顯著降低0～40 cm土層團聚體PAD和ELT，0～10 cm 土層降低幅度PAD為 19.5%，ELT為14.6%，顯著高于10～40 cm土層。說明深松配合秸稈還田能增加表層團聚體的穩(wěn)定性，主要原因一方面土壤犁底層大致在20～30 cm左右，而旋耕深度15 cm，對表層土壤擾動較大，使10～40 cm土層免受機械破壞，團聚體穩(wěn)定性相應(yīng)增加，另一方面深松對表層土壤擾動較小，秸稈還田可增加耕作因素對土壤過度干擾的阻力，增加團聚體穩(wěn)定性，降低了表層團聚體的破壞率，這與李增強等［31］的研究結(jié)果一致。已有研究表明［32-33］，土壤團聚體平均質(zhì)量直徑(MWD)可以較好地反映各耕作處理下團聚體粒級分布特征，機械穩(wěn)性團聚體平均重量直徑與＞5 mm機械穩(wěn)性團聚體含量密切相關(guān)，水穩(wěn)性團聚體平均質(zhì)重量直徑與WR0.25相關(guān)，本研究也得出相同結(jié)論，旋耕和深松相比MWD和GMD明顯降低，主要原因是深松增加表層大團聚體數(shù)量，深松配合秸稈還田增加了有機質(zhì)含量，＞0.25 mm團聚體數(shù)量明顯增加(表1，表2)，可見旋耕或單一深松可能使該區(qū)土壤團聚體穩(wěn)定性下降，不利于該區(qū)土壤肥力的穩(wěn)定。分形維數(shù)反映土壤結(jié)構(gòu)的變化，團粒結(jié)構(gòu)越好、結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定、通透性越好的土壤分形維數(shù)越?。?4］。周虎等［32］認為對土壤的機械擾動越大，D值越大，且D值較其他參數(shù)更能反映土壤團聚體變化特征，本研究也得出相似結(jié)論。干篩法和濕篩法下分形維數(shù)(D)在0～40 cm土層呈相反的變化趨勢，干篩法STS處理較RT降低4.5%，濕篩法STS處理較RT降低1.1%，主要原因是深松配合秸稈還田對土壤擾動較小，土壤團粒結(jié)構(gòu)數(shù)量多，土壤結(jié)構(gòu)也越穩(wěn)定。不同土層來看，干篩法下，30～40 cm土層STS較RT降低幅度最大，為6.5%，濕篩法下，0～20 cm土層D值變幅最大，STS較RT降低1.6%。

4 結(jié) 論

1)深松和秸稈還田對0～40 cm土層不同粒級土壤團聚體數(shù)量產(chǎn)生顯著影響，且對機械穩(wěn)性團聚體的影響要大于水穩(wěn)定性團聚體，深松配合秸稈還田(STS)能顯著提高0～40 cm土層DR0.25和WR0.25團聚體數(shù)量。STS處理較RT更能促進小團聚體向大團聚體的轉(zhuǎn)化。

2)各處理用干篩法得到團聚體平均重量直徑和幾何平均直徑遠遠高于濕篩法，干篩法得到的MWD、GMD隨土層加深而增加，濕篩法隨土層的加深而降低，在0～40 cm土層，兩種方法得到的MWD和GMD均是 STS＞ST＞RT。

3)各處理團聚體破壞率(PAD)和不穩(wěn)定團粒指數(shù)(ELT)在0～40 cm土層內(nèi)都隨著土層的加深而增加，STS較RT在0～10 cm土層降低幅度最大，PAD為19.5%，ELT為14.6%。

4)干篩法和濕篩法的分形維數(shù)(D)在0～40 cm土層呈相反的趨勢，干篩法D值隨土層加深而降低，STS處理較RT降低4.5%;濕篩法D值隨土層加深而增加，STS處理較RT降低1.1%。