滇池南岸设施农田表层土壤结构和有机碳累积特征研究

作     者：陆遥遥 

作者单位：云南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张国盛

授予年度：2018年

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 090301[农学-土壤学] 

主      题：团聚体 有机碳 土壤类型 耕种年限 粘碳比 

摘      要：由于人为扰动强烈、耕作强度大,如何保持设施农田的土壤质量是维系其生产力和生态功能稳定的关键所在。普遍认为农田土壤的结构稳定性与耕作强度和有机质累积程度密切相关。为了探究高强度的耕种方式对土壤结构稳定性及有机质累积的影响,本论文选择柴河水库坝下至湖滨区不同设施耕种年限及土壤类型的设施农田土壤为研究对象,深入分析了设施农田土壤水稳性团聚体及有机碳含量的变化特征,为当地农民选择合理的土壤管理措施提供参考。本研究主要结果如下:1.滇池南岸湖滨不同土地利用方式对表层土壤结构和有机碳累积的影响(1)整体来看,滇池南岸湖滨退耕湿地以及毗邻农田土壤(均为潜育土)结构的水稳定性均较高,0.25 mm的水稳性团聚体含量在78%-80%之间。虽然退耕湿地和农田土壤0.25 mm的水稳性大团聚体数量差异并不显著,但在0-5 cm和5-10 cm土层,退耕湿地土壤中2 mm水稳性团聚体含量均显著高于农田土壤的。这表明退耕明显提高了土壤结构的水稳定性。(2)在0-5 cm土层,退耕湿地土壤的有机碳含量(35.47 g/kg)显著高于农田土壤的(24.99 g/kg);而在5-10 cm土层,退耕湿地和农田土壤的有机碳含量没有显著差异。然而无论在0-5 cm或5-10 cm土层,农田与退耕湿地土壤同一粒级团聚体中的有机碳含量之间均无显著差异。分析表明在0-5 cm土层,滇池湖滨土壤2 mm水稳性团聚体与有机碳之间呈显著正相关关系,表明该湖滨区域土壤的有机碳含量与2 mm水稳性团聚体关系十分密切。2.滇池南岸设施农田不同类型土壤的结构和有机碳累积特征(1)在柴河河口区域,潜育土0-5 cm土层的0.25 mm水稳性团聚体含量显著高于富铁土的,但在5-10 cm土层两者的差异不显著。柴河中游区域的潜育土和富铁土0-5 cm和5-10 cm土层的0.25 mm水稳性团聚体含量之间均没有显著差异。(2)无论在0-5 cm或5-10 cm土层,柴河河口区域的潜育土有机碳以及2 mm和2-0.25 mm团聚体中的有机碳含量均显著高于富铁土的。而柴河中游区域的潜育土和富铁土,土壤有机碳及各粒级团聚体中的有机碳含量均无显著差异。3.设施耕种时间对农田表层土壤结构和有机碳累积特征的影响(1)设施耕种时间的长短对农田表层土壤结构稳定性具有较大的影响。与设施耕种时间较短(20年)显著增加了0-5cm和5-10 cm土层的0.25 mm水稳性大团聚体含量,表明长期设施耕种不会引起土壤结构稳定性的破坏。(2)无论土壤类型或土层,长期设施耕种土壤的有机碳含量显著高于设施耕种时间较短土壤的。同时,设施耕种时间较长土壤中同一粒级团聚体中的有机碳含量均显著高于设施耕种时间较短土壤的。相关性分析表明在0-5 cm土层,设施农田土壤中2 mm团聚体与有机碳之间呈显著的正相关关系。这表明由于长期、大量地施用有机肥,滇池南岸农田土壤结构稳定性和有机碳累积随着设施耕种时间的延长而明显提高。4.土壤团聚体动力学特性和粘碳比(1)与湿筛5 min相比,湿筛160 min对退耕湿地土壤0-5 cm土层的2 mm和2 mm水稳性团聚体含量,同时也显著增加了微团聚体(0.25-0.05 mm)以及2 mm团聚体数量与粘碳比之间呈显著的负相关关系。分析发现,粘碳比n=7可以作为滇池南岸土壤有机碳及结构管理的指标。