期刊封面
沼肥灌施配合机械深松对柑橘园土壤团聚体组成
土壤有机碳库在土壤肥力维持与农业生态系统稳定等方面具有重要作用。土壤有机碳的固定和矿化过程对全球大气CO2浓度起到重要的调节作用[1-2]。土壤有机碳矿化可以逐渐降低土壤中的活性有机碳含量,同时土壤理化性质、生物性状、肥力水平等也会发生相应变化[3-4];另外,土壤有机碳矿化增加了CO2的释放量,进而增强了温室效应,而气温升高又会促进土壤有机碳矿化[5-6]。土壤团聚体是土壤物质和能量转化代谢的主要场所,其分布组成比例会影响土壤有机碳含量及其稳定性,对土壤有机碳固存与分解起着关键作用[7]。苗淑杰等[8]研究发现对于东北典型黑土,1~2 mm 和0.053~0.250 mm 土层土壤团聚体对有机碳的保护作用最大,认为是碳分配和矿化作用的综合结果。
施肥作为影响土壤有机碳循环的重要因素之一,目前已有较多研究评价了施肥对农田土壤有机碳循环的影响[9-14],但有关果园施肥对土壤有机碳矿化影响的研究较少[15-16]。近年来,沼渣沼液肥料化利用越来越受科研工作者的重视,已有研究表明果园施用沼肥不仅能满足树体生长所需养分需求,而且还大幅度提高了土壤中的有机质含量,改善了果园土壤结构[17-20]。随着果园机械化耕作水平提高,深松培肥技术在果园的应用越来越广,但目前关于沼肥灌施配合机械深松对柑橘果园土壤碳影响的研究尚鲜见报道。因此,本研究以柑橘果园沼肥定位试验土壤为研究对象,在分析沼肥灌施配合机械深松对柑橘果园土壤有机碳分布特征的基础上,结合室内培养试验,对柑橘果园土壤有机碳矿化特征进行探讨,以期为机械深松果园沼肥合理施用和有机替代提供科学与实践依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料与试验地概况
供试柑橘品种为10年生渝红橙,其砧木为枳橙。试验柑橘果园位于重庆市江津区先锋镇仙池坝(29°13′N,106°17′E),属丘陵地貌,平均海拔295 m。土壤类型为紫色壤土,土层厚度达65 cm 以上,土壤pH 值6.3,含有机质10.3 g.kg-1,全氮0.88 g.kg-1,全磷0.26 g.kg-1,全钾15.2 g.kg-1,碱解氮76.8 mg.kg-1,速效磷38.7 mg.kg-1,速效钾125.3 mg.kg-1。
1.2 试验设计
试验始于2014年3月,试验小区长宽分别为50 m和9 m,种植株、行距为3 m×3 m,以60 cm 排水沟隔离。机械深松作业采用翼铲式深松机,工作宽幅为2 m,深松行间距为50 cm,翼铲入土深度大于30 cm。试验共设置5个处理:(1) CK:单施柑橘专用复合肥(2 500 kg.hm-2);(2)T1:沼肥灌施量为45 t.hm-2,未深松;(3)T2:沼肥灌施量为135 t.hm-2,2 条深松沟;(4)T3:沼肥灌施量为180 t.hm-2,3 条深松沟;(5)T4:沼肥灌施量为270 t.hm-2,5 条深松沟;3 次重复,共15 个小区,随机排列。在柑橘春梢萌发期和壮果期施用;独立排灌,其他生产管理方式保持一致。供试沼肥为基地旁养猪场的液态沼肥,其干物质含量15%,经发酵、剪切、匀浆调配,pH 值7.2,其养分含量分别为有机质68.50 g.kg-1,全氮5.24 g.kg-1,全磷1.85 g.kg-1,全钾3.08 g.kg-1。供试复合肥为九禾股份有限公司生产的柑橘专用复合肥(氮-磷-钾配比为18-8-16)。
1.3 测定项目与方法
于2017年6月在每小区采集土样,采用随机多点采样法采集0~30 cm 土层土样,尽量保持原有的结构状态。土壤团聚体筛选参照文献[21],采用重铬酸钾容量法测定各粒级团聚体有机碳含量[21]。
土壤有机碳的矿化量测定采用室内恒温培养、碱液吸收法[21]。称取风干土样20.00 g 于500 mL 培养瓶中,加水至田间持水量的60%,随机排列置于25℃恒温培养箱中,预培养2 周以恢复土壤微生物活性。之后将盛有25 mL 0.01 溶液的特制玻璃瓶置于培养瓶底,加盖密封后继续培养。于培养后的第1、第3、第5、第7、第10、第15、第21、第28、第42天取出吸收瓶,将其内溶液完全洗入三角瓶中,加入2 mL 1 溶液及2 滴酚酞指示剂,用标准盐酸滴定至微红色,根据CO2的释放量计算土壤有机碳的矿化量[4]。采用一级动力学反应方程模拟土壤有机碳矿化:
式中,Ct为经过t(d)时间后土壤有机碳的累积矿化量,mg C.kg-1;C0为土壤潜在矿化碳库,mg C.kg-1;C1为土壤快速矿化碳库,mg C.kg-1;k 为土壤有机碳矿化系数,mg 。采用Marquardt 方法对C0和k进行方式迭代优化。半衰期t1/2(d):t1/2=ln2/k。采用初始潜在矿化率(C0k)、t1/2及C0描述矿化过程。
1.4 数据处理
采用Origin Pro 8.5 软件进行土壤各粒级团聚体及其有机碳含量等指标的差异显著性检验分析(least significant difference,LSD)和一级反应方程拟合,采用Excel 2003 制图。
文章来源:《煤矿现代化》 网址: http://www.mkxdh.cn/qikandaodu/2021/0717/1460.html