农业土地利用方式对华北平原土壤有机碳组分和团聚体稳定性的影响

作为土壤质量的重要指标,土壤有机碳及其组分在土壤许多物理、化学和生物特性中发挥着重要作用。以在华北平原具有代表性的禹城市作为研究区域,系统研究和分析了该地区不同农业土地利用对土壤有机碳组分和团聚体稳定性的影响。结果表明:与传统小麦-玉米轮作的粮田相比,果树和苜蓿栽培明显增加了土壤总有机碳(TOC)和总氮(TN)含量,同时也显著提高了土壤易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)和水溶性有机碳(WSOC)含量和分配比例。果园土壤微生物生物量C(MBC)和可矿化碳(MNC)较传统粮田的土壤分别增加了34.0.5%和66.3%。果树栽培还明显增加了土壤>250μm水稳性团聚体(WSA)的含量,同时减少了土壤粘粒分散率(CDR)。苜蓿栽培也显著提高了土壤MBC和MNC含量以及团聚体稳定性。温室大棚栽培前期(2～3a)的土壤TOC和TN较传统粮田略有增加,但随着耕作历史的增加,土壤TOC和TN呈现逐年下降的趋势。与传统粮田相比,温室大棚内的土壤LOC,POC,LFOC和WSOC含量与比例均有明显下降,这种下降幅度随栽培历史的延长而明显增加。7～10a温室大棚栽培的土壤EOC,POC,LFOC和WSOC含量较传统粮田分别下降了31.3%,41.7%,35.6%和42.1%。温室大棚栽培的土壤MBC和MNC较传统粮田的土壤平均分别低15.9%和10.1%。温室大棚栽培,特别是长期栽培降低了土壤中>250μm水稳性团聚体的含量和粘粒的稳定性。相关分析表明,土壤>250μm水稳性团聚体的含量与所测定的有机碳组分含量皆成明显的正相关,特别是POC,LFOC和MBC与WSA达到极显著相关,相关系数分别为0.912,0.893,0.856。这表明,土壤POC,LFOC和MBC对维持土壤团聚体稳定性具有更为重要意义。