东北黑土区旱田改稻田后土壤有机碳、全氮的变化特征

发布时间：2018-04-08 10:07

本文选题：黑土　切入点：旱田改稻田　出处：《中国农业科学》2017年07期

【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~(13)C、~(15)N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、10、17、20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25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—60 cm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(P0.01)。在0—60 cm土层,土壤δ~(13)C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δ~(13)C值均低于旱田土壤,而土壤δ~(15)N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δ~(15)N值均低于旱田土壤,相同年限土壤的δ~(13)C值和δ~(15)N值均随着土层加深而增大;0—40 cm土层土壤δ~(13)C值与土壤有机碳含量之间呈显著线性负相关关系(P0.01),但各土层土壤δ~(15)N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。
[Abstract]:[objective] to analyze the dynamic changes of soil organic carbon (SOC), total nitrogen (TN) content and their densities and the natural abundance of soil organic carbon (N), and to explore the fixation ability and stability of soil organic carbon (N) after the transformation of dry soil to paddy field in the black soil of Northeast China.The evolution law of soil organic carbon (N) after the transformation of dryland to paddy field was revealed, which provided a theoretical basis for rational utilization and fertilization of black soil in Northeast China. [methods] combined with field investigation,The dry soil of typical black soil area (planting soybean for more than 60 years) and the paddy field soil with different planting years were selected. The planting history was basically the same before the transformation from dry soil to paddy field, and the planting history was almost the same. The stable isotope analysis technique was used.The dynamic characteristics of soil organic carbon (SOC) and total nitrogen (TN) in paddy field were studied. [results] during the past 25 years, the change trend of soil organic carbon and total nitrogen content in 0-60 cm soil layer was as follows: the soil organic carbon and total nitrogen content decreased rapidly in the first three years before the transformation.The decrease was 13.60-43.27% and 10.40-40.60%, respectively. During the period of 3-25 years, there was a gradual increase with the extension of the years of seed change, and accumulated in the soil layer of 20-60 cm, but the increase was larger in the period of 3-5 years, and the increase was slower in the period of 5-25 years.During the period of 17-25 years, the change trend of soil organic carbon and total nitrogen density in paddy field was similar to that in dry field soil layer of 0-60 cm soil layer, and the change trend of soil organic carbon and total nitrogen density was similar to that of soil total nitrogen content.The soil organic carbon and total nitrogen density of 0-60 cm soil layer decreased 26.53% and 21.89% respectively during the three years of planting change, and the soil organic carbon and total nitrogen density of paddy field in 0-60 cm soil layer were higher than that of dry soil in 5-25 years.The increase was 9.87-21.48% and 10.2-19.3.The change of soil total nitrogen and organic carbon was closely related to the change of soil total nitrogen and organic carbon, and there was a significant linear positive correlation between soil total nitrogen and organic carbon content and density.In 0-60 cm soil layer, the 未 ~ (13) C value of soil increased obviously during the three years of planting change, and decreased gradually with the extension of the planting period in 3-25 years, and the 未 ~ (13) ~ (13) C value of paddy soil was lower than that of dry field soil in more than 5 years.However, the soil 未 ~ (15) N value of paddy field was lower than that of dry field soil in the past 25 years, and the value of 未 ~ (15) N in paddy field was lower than that in dry field.The values of 未 ~ (13) C and 未 ~ (15) N of soils of the same age increased with the deepening of soil layer. There was a significant linear negative correlation between 未 ~ (13) ~ (13) C value and soil organic carbon content in 0-40 cm soil layer (P < 0.01), but between 未 ~ (15) N value and soil total nitrogen content in each soil layer.There was no significant correlation. [conclusion] after 5 years, the paddy field was changed from dry soil to paddy field in the black soil area of Northeast China.The paddy soil has obvious carbon sequestration ability and stable carbon (nitrogen) accumulation in 20-60 cm soil layer, and the period of change of paddy field is less than 5 years, so we should pay attention to the supplement of organic carbon (N) in order to maintain and improve the soil organic carbon (N) level.
【作者单位】：沈阳农业大学土地与环境学院/农业部东北耕地保育重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金面上项目(41571280)、国家自然科学基金青年基金项目(41101276)
【分类号】：S153.6

【参考文献】

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