施肥措施改变后红壤性水稻土团聚体稳定性及其胶结物变化的作用机制

发布时间：2020-07-19 00:14

【摘要】：土壤团聚体是土壤结构的最基本单元,其组成与稳定性对土壤物理结构有重要影响,良好的团粒结构有助于协调土壤中的“水肥气热”四大肥力因素,提高土壤肥力。在我国南方红壤中,土壤有机碳与铁铝氧化物是团聚体的主要胶结物质,对其形成和稳定性起着重要作用,关于铁铝氧化物在南方红壤性水稻土团聚体形成过程中起主要作用已有报道,但经过长期培肥后有机质含量较高的红壤性水稻土中,团聚体的胶结物质是否会发生变化还需更多的理论支撑。本文以湖南农业大学的一个长达34年的长期定位试验为平台,采用团聚体物理湿筛分级法,结合物理化学方法对有机碳进行分组,定量测定了土壤中各形态铁铝氧化物,研究了长期培肥红壤性水稻土不同施肥处理及施肥管理措施改变4年来,团聚体稳定性及主要胶结物质变化的作用机制,结果可为南方培肥后红壤性水稻土团聚体形成与稳定机制提供数据支持,同时可为合理制定农田施肥方案及农田生态可持续发展提供理论指导。主要研究结果如下:(1)在长期培肥红壤性水稻土中,0.25mm大团聚体是团聚体的主要组成部分。长期施用有机肥能显著提高0.25mm大团聚体含量,并相应减少微团聚体和粉粘粒含量。长期施用有机肥的处理其团聚体MWD和GMD要显著高于单施化肥处理。施肥管理措施改变4年后,停止施用有机肥的处理(常改化和高改化)将导致大团聚体含量下降,微团聚体含量显著提升,同时团聚体MWD和GMD也显著下降。(2)长期培肥红壤性水稻土在常量有机肥和高量有机肥处理下各级团聚体有机碳全氮相对于化肥处理有显著提升。施肥管理措施改变后,停止施用有机肥将导致各级团聚体有机碳全氮含量显著下降。不同施肥处理下2mm粗大团聚体对总有机碳贡献率最高,其次为2-0.25mm细大团聚体。在微团聚体和粉粘粒中,施用化肥的处理其有机碳贡献率要显著高于高量有机肥和高量有机肥处理。多元线性逐步回归分析表明团聚体稳定性与0.053mm和2-0.25mm粒级团聚体有机碳贡献率密切相关。(3)长期施用有机肥显著提高了红壤性水稻土中各组分有机碳含量,其中高量有机肥和常量有机肥处理下土壤易氧化有机碳含量相对化肥处理分别提高了330%和176%,施肥管理措施改变4年后,增施有机肥的处理其易氧化有机碳含量分别显著提高了87.4%和36.7%。长期培肥红壤性水稻土中各形态铁铝氧化物均以游离态为主要存在形式,除游离氧化铁与络合态氧化铁之外其余形态铁铝氧化物对施肥管理措施的变化无明显响应。各有机碳组分均与微团聚体呈显著或极显著负相关关系,易氧化有机碳与总有机碳与GMD呈显著正相关。游离态氧化铁与0.25mm水稳性大团聚体呈显著负相关而络合态氧化铁与其呈显著正相关。(4)路径分析显示,长期施肥下总有机碳对团聚体稳定性产生显著直接影响(p0.05),对大于0.25mm水稳性大团聚体产生影响的因素主要是颗粒态有机碳和易氧化有机碳。长期施肥下易氧化有机碳与轻组有机碳、颗粒态有机碳主要通过对大于0.25mm水稳性团聚体和总有机碳的影响来间接影响团聚体平均重量直径。施肥管理措施改变后,各影响因素中主要是大于0.25mm水稳性大团聚体对团聚体稳定性产生直接影响,有机碳则通过0.25mm水稳性大团聚体对团聚体稳定性产生间接影响。
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S152;S153

【参考文献】