东北黑土区旱田改稻田后土壤有机碳、全氮的变化特征

• 作者: 党秀丽 张佳楠 张玉玲 张玉龙 王展 范庆锋 虞娜 贾树海 邹洪涛
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 黑土 旱田改稻田 土壤有机碳 土壤全氮 δ13C自然丰度值 δ15N自然丰度值
• 年，卷（期）: 2017,（7）
• 所属期刊栏目: 土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
• 页码范围: 1252-1262
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.07.008

摘要

[目的]分析东北黑土区旱田改稻田后土壤有机碳、全氮含量及其密度和13C、15N自然丰度值的动态变化,探讨旱田改稻田后土壤有机碳(氮)的固定能力及其稳定性,揭示旱田改稻田后土壤有机碳(氮)的演变规律,为东北黑土的合理利用和培肥提供理论依据.[方法]结合野外实地调查,选择典型黑土区旱田土壤(种植大豆年限大于60年)和改种不同年限的稻田土壤(3、5、1 0、17、2 0和25年,旱田改稻田前种植历史基本相同,均为大豆),利用稳定同位素分析技术,研究旱田改稻田后土壤有机碳、全氮的动态变化特征.[结果]旱田改稻田2 5年间,在0-60 cm土层,土壤有机碳和全氮含量的变化趋势均表现为:在改种的前3年迅速下降,降幅分别为13.60％-43.27％和10.40％-40.60％,在3-25年间随改种年限延长呈逐渐增加的趋势,且在20-60cm土层出现累积,但在3-5年期间增加幅度较大,在5-25年期间增加较为缓慢,在改种17-25年期间,稻田土壤有机碳和全氮含量均高于旱田土壤;0-60 cm土层土壤有机碳和全氮密度的变化趋势与其含量的变化趋势大致相同,在改种的3年间0-60 cm土层土壤有机碳和全氮密度分别降低了26.53％和21.89％,在改种5-25年间0-60 cm土层稻田土壤有机碳和全氮密度均大于旱田土壤,增幅分别为9.87％-21.48％和10.2％-19.3％;旱田改稻田后,土壤全氮与有机碳的变化密切相关,土壤全氮与有机碳的含量、密度之间均呈显著线性正相关关系(P＜0.01).在0-60 cm土层,土壤δ13C值在改种的3年间明显上升,在3-25年间随改种年限延长呈逐渐下降趋势,且大于5年的稻田土壤δ13C值均低于旱田土壤,而土壤δ15N值在改种的25年间随改种年限延长呈逐年下降趋势,各年限稻田土壤δ15N值均低于旱田土壤,相同年限土壤的δ13C值和δ15N值均随着土层加深而增大;0-40 cm土层土壤δ13C值与土壤有机碳含量之间呈显著线性负相关关系(P＜0.01),但各土层土壤δ15N值与土壤全氮含量之间则无显著相关性.[结论]东北黑土区旱田改稻田大于5年后,稻田土壤具有明显的固碳(氮)能力,稳定性碳(氮)在20-60 cm土层累积;改种稻田年限小于5年,应注重有机碳(氮)的补充,以维持和提高土壤有机碳(氮)水平.