作物轮作与秸秆还田对土壤孔隙度和有机碳分布的影响

摘要

为探究作物长期轮作对土壤物理结构和有机碳的影响，于2022和2023年在内蒙古自治区呼伦贝尔市阿荣旗土壤管理与生态修复科学观测试验基地设置马铃薯连作（对照）、玉米连作、大豆连作、大豆-玉米轮作、大豆-马铃薯轮作、玉米-玉米-马铃薯轮作及大豆-玉米-马铃薯轮作共7个处理，系统分析作物收获期不同处理下土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、有机碳含量、有机碳储量及有机碳层化率变化的差异。结果表明：与马铃薯连作处理相比，玉米-玉米-马铃薯轮作、大豆-玉米轮作及玉米连作处理可显著降低0—10、10—20、20—40 cm土层土壤容重，不同土层分别显著降低13.96%～19.94%、13.05%～21.83%、12.53%～22.72%;40—60 cm土层大豆-玉米轮作处理及玉米连作处理显著降低了12.46%～17.47%(P<0.05)；玉米-玉米-马铃薯轮作、大豆-玉米轮作及玉米连作处理可显著提高0—10、10—20、20—40 cm土层土壤总孔隙度，不同土层分别显著提高了7.57%～10.82%、7.35%～12.56%、7.42%～13.35%,40—60 cm土层大豆-玉米轮作处理及玉米连作处理显著提高了7.42%～10.64%(P<0.05)。0—10 cm土层玉米-玉米-马铃薯轮作、大豆-玉米轮作处理土壤毛管孔隙度显著提高了5.37%～7.86%(P<0.05);0—10 cm土层大豆-玉米-马铃薯轮作、玉米-玉米-马铃薯轮作处理土壤有机碳含量显著提高了10.23%～36.78%;10—20 cm土层玉米-玉米-马铃薯轮作处理显著提高了16.65%～33.77%;20—40 cm土层玉米-玉米-马铃薯轮作及大豆-玉米-马铃薯轮作处理显著提高了28.74%～53.66%;60—80 cm土层大豆-玉米-马铃薯轮作处理显著提高了10.89%～13.00%;80—100 cm土层大豆-玉米轮作处理显著提高了16.67%～19.28%(P<0.05)；大豆-玉米-马铃薯轮作、大豆-马铃薯轮作处理可提高0—10、0—20 cm深度土层有机碳储量，大豆-玉米-马铃薯轮作、玉米-玉米-马铃薯轮作可提高0—40、0—60、0—80、0—100 cm深度土层有机碳储量；玉米-玉米-马铃薯轮作、大豆-玉米-马铃薯轮作处理第一层化率及第二层化率降低，玉米-玉米-马铃薯轮作处理第三层化率、第四层化率升高。综上所述，内蒙古农牧交错黑土区最佳轮作模式为大豆-玉米轮作，其次为大豆-玉米-马铃薯及玉米-玉米-马铃薯轮作。

关键词

农牧交错黑土区 / 轮作 / 土壤物理结构 / 土壤有机碳 / 有机碳层化率

基金资助

农牧交错区耕地保育与产能提升创新人才团队项目(2025TYL09); 内蒙古自治区科技计划(2022YFDZ0071,2022YFDZ0060-2,2025YFDZ0059); 中央引导地方科技发展资金(2022ZY0216)