石巖松　曹晶晶　李琳琳　劉建國(guó)

摘要：依托棉花長(zhǎng)期連作定位試驗(yàn)，設(shè)置秸稈還田條件下棉花連作5、10、15、20年及無(wú)秸稈還田處理下連作5、10、20年處理，對(duì)比分析不同連作年限棉田土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體中養(yǎng)分的變化特征，對(duì)深入認(rèn)識(shí)連作棉田土壤肥力演變及對(duì)合理施肥均具有重要的理論價(jià)值。結(jié)果表明，無(wú)論是秸稈還田還是無(wú)秸稈還田土壤中有機(jī)碳和全氮在水穩(wěn)性團(tuán)聚體總的分布規(guī)律是一致的，各個(gè)處理團(tuán)聚體中的有機(jī)碳、全氮含量由高到低的順序依次為：>1 mm，<0.053 mm，0.25≤ 粒徑≤1 mm，0.053≤粒徑<0.25 mm，且各個(gè)處理團(tuán)聚體中有機(jī)碳、全氮含量隨著粒徑的不斷增大呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)。在秸稈還田處理中，各個(gè)粒徑水穩(wěn)性團(tuán)聚體中有機(jī)碳、全氮含量隨著連作年限的增加而增加;而無(wú)秸稈還田處理中，各個(gè)粒徑水穩(wěn)性團(tuán)聚體中有機(jī)碳、全氮含量隨著連作年限的增加而降低。土壤中全磷、全鉀含量較均勻地分布在各個(gè)粒徑的團(tuán)聚體中，表明團(tuán)聚體中全磷、全鉀含量受粒徑變化的影響較小。不同粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體中的養(yǎng)分對(duì)土壤總體養(yǎng)分的貢獻(xiàn)率從高到低依次為0.25≤粒徑≤1 mm、粒徑<0.053 mm、0.053≤粒徑<0.25 mm，粒徑>1 mm團(tuán)聚體。秸稈還田處理下0.25≤粒徑≤1 mm團(tuán)聚體對(duì)土壤養(yǎng)分的貢獻(xiàn)率總體隨著連作年限的增加而增加;0.053≤粒徑<0.25 mm和粒徑<0.053 mm團(tuán)聚體對(duì)土壤養(yǎng)分的貢獻(xiàn)率隨著連作年限的增加逐漸減低;粒徑>1 mm 團(tuán)聚體對(duì)土壤養(yǎng)分的貢獻(xiàn)率沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的規(guī)律。無(wú)秸稈還田處理0.25≤粒徑≤1 mm、0.053≤粒徑<0.25 mm和粒徑<0.053 mm團(tuán)聚體對(duì)土壤養(yǎng)分的貢獻(xiàn)率與秸稈還田處理呈現(xiàn)相反的變化規(guī)律。

關(guān)鍵詞：棉花;連作;秸稈還田;土壤團(tuán)聚體;土壤養(yǎng)分

中圖分類號(hào)：S152.4;S153.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2019）19-0270-05

收稿日期：2018-07-09

基金項(xiàng)目：國(guó)家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（編號(hào)：201503120）;國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：31260307）。

作者簡(jiǎn)介：石巖松（1995—），男，湖北武漢人，碩士研究生，主要從事綠洲生態(tài)與農(nóng)作制度研究。E-mail：shiyansong23@163.com。

通信作者：劉建國(guó)，博士，教授，主要從事農(nóng)田生態(tài)環(huán)境與農(nóng)作制度研究。E-mail：l-jianguo@126.com。

土壤團(tuán)聚體是土壤的基本結(jié)構(gòu)單元，水穩(wěn)性團(tuán)聚體的數(shù)量和特征反映了土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性并對(duì)于土壤結(jié)構(gòu)具有重要影響[1-2]。土壤有機(jī)碳和養(yǎng)分與土壤團(tuán)聚體密切相關(guān)，是團(tuán)聚體形成和保持穩(wěn)定性的重要影響因素之一，不同粒徑團(tuán)聚體中養(yǎng)分含量對(duì)于土壤養(yǎng)分循環(huán)、團(tuán)聚體的形成和破壞以及土壤肥力的保持具有重要的意義[3-5]。不僅土壤類型、質(zhì)地、成土礦物類型和氣候類型會(huì)對(duì)土壤養(yǎng)分在團(tuán)聚體中的分布狀況產(chǎn)生影響，而且種植的植被、土地利用方式、開(kāi)墾年限、肥力水平、施肥方式等也會(huì)影響團(tuán)聚體的組成和養(yǎng)分分布情況[6-8]。不同土地利用方式下，養(yǎng)分在不同粒徑土壤團(tuán)聚體中的分布不同，有機(jī)碳、氮含量隨土壤團(tuán)聚體粒徑的增大均減小，而全磷、全鉀、堿解氮含量則較均勻地分布在各粒徑團(tuán)聚體中，速效鉀含量隨土壤團(tuán)聚體粒徑的增大呈先增大后降低的趨勢(shì)，不同粒徑團(tuán)聚體對(duì)土壤養(yǎng)分的貢獻(xiàn)率主要取決于該粒徑團(tuán)聚體含量[9]。長(zhǎng)期連續(xù)施肥后不同粒徑土壤團(tuán)聚體中碳、氮、磷的含量均增加，施入土壤的養(yǎng)分主要進(jìn)入2～10 μm 粒徑的土壤顆粒中，說(shuō)明該粒徑對(duì)土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)運(yùn)和保存起著重要作用[10-11]。長(zhǎng)期植茶有利于土壤團(tuán)聚體中全氮、堿解氮、全磷、有效磷的積累，但速效鉀含量卻逐年降低[12];王雙磊等研究認(rèn)為，棉花連作3年及秸稈還田能增加大團(tuán)聚體的百分含量，降低微團(tuán)聚體含量，顯著提高各粒徑團(tuán)聚體中有機(jī)碳、堿解氮和速效鉀的含量，提高大團(tuán)聚體對(duì)土壤養(yǎng)分的貢獻(xiàn)率[13]。

土壤團(tuán)聚體深刻影響著土壤碳氮分布、養(yǎng)分遷移與轉(zhuǎn)化[14]，因此，了解養(yǎng)分在土壤團(tuán)聚體中的分布，對(duì)調(diào)控土壤肥力和增加土壤養(yǎng)分儲(chǔ)量具有重要意義。國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)土壤團(tuán)聚體養(yǎng)分含量在不同土地利用方式、耕作方式和施肥處理下的分布進(jìn)行了較多研究[15-18]，但關(guān)于作物長(zhǎng)期固定種植模式下各粒徑土壤團(tuán)聚體中養(yǎng)分含量的動(dòng)態(tài)演變特征的研究還鮮有報(bào)道。新疆綠洲棉花生產(chǎn)集約化、機(jī)械化程度高，在植棉區(qū)棉花種植比重占耕地面積的55%～80%，導(dǎo)致棉花常年連作，同時(shí)秸稈全量粉碎還田，成為綠洲農(nóng)田有機(jī)培肥的主要方式。本試驗(yàn)以棉花長(zhǎng)期連作定位試驗(yàn)土壤為研究對(duì)象，探討連作年限對(duì)土壤團(tuán)聚體養(yǎng)分含量變化的影響，旨在了解在棉花連作過(guò)程中土壤肥力的演變規(guī)律，為制訂科學(xué)合理的土壤培肥措施提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于新疆石河子市石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)站（86°03′E，45°19′N）長(zhǎng)期連作定位試驗(yàn)田，地處天山北麓中段，屬溫帶大陸性氣候，光照資源豐富而降水稀少，一年一熟制，為典型的綠洲灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)。該區(qū)海拔443 m，年平均日照時(shí)數(shù)達(dá)2 865 h，大于10 ℃積溫為3 480 ℃，無(wú)霜期165 d，年平均降水量208 mm，年平均蒸發(fā)量1 660 mm，溫度日差較大，供試土壤為灌耕灰漠土。

1.2 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015年在石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)站棉花長(zhǎng)期連作定位試驗(yàn)田進(jìn)行，選取秸稈還田模式下連作5、10、15、20年棉田小區(qū)（分別標(biāo)記為5、10、15、20年），無(wú)秸稈還田模式下連作5、10、20年棉田小區(qū)（分別標(biāo)記為CK5、CK10和CK20）共計(jì)7個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)。棉花秸稈還田連作模式是每年秋季棉花收獲后將全部秸稈用鍘刀切成5～8 cm小段，即模擬大田生產(chǎn)棉花秸稈機(jī)械還田方式，入冬前結(jié)合所施化肥翻入耕層，然后冬灌;棉花無(wú)秸稈還田連作模式是棉花收獲后將全部秸稈帶出農(nóng)田，然后施化肥、翻耕、冬灌。棉花秸稈中C、N、P、K平均含量分別約為41.3%、1.69%、0.43%、3.14%（均以干質(zhì)量計(jì)），化肥施用量為氮（純N）肥 300 kg/hm2、磷（P2O5）肥150 kg/hm2、鉀（K2O）肥75 kg/hm2，氮肥的30%，磷、鉀肥的100%作基肥，于棉花收獲后結(jié)合翻耕施入，其余70%氮肥作追肥隨水滴施。棉花品種為新陸早46號(hào)，按30 cm+60 cm+30 cm寬窄行距配置，采用膜下滴灌，每年4月20日左右播種，留苗密度為19.8萬(wàn)株/hm2，每年7月上旬打頂。全生育期滴灌11次，滴灌總量 5 400 m3/hm2，其他管理措施與一般大田管理一致。

1.3 樣品采集與測(cè)定

土樣采集：在棉花播種前按照“S”形采樣方式采集3個(gè)樣點(diǎn)剖面0～30 cm土層原狀土樣，每個(gè)處理3次重復(fù)。土樣采集后放入塑料盒內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室，在運(yùn)輸過(guò)程中盡量減少對(duì)土樣的擾動(dòng)，以避免破壞土壤的團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)。然后放于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)自然風(fēng)干并沿著土壤結(jié)構(gòu)的自然剖面掰開(kāi)，同時(shí)防止土壤結(jié)構(gòu)因外力作用而變形，去除土壤中的植株殘?bào)w、石塊等雜物，讓土樣自然風(fēng)干，備用。

土樣養(yǎng)分含量測(cè)定：水穩(wěn)性團(tuán)聚體百分含量的測(cè)定采用濕篩法，通過(guò)分離出 <0.053 mm，0.053≤粒徑<0.25 mm，0.25≤粒徑≤1 mm，>1 mm 粒級(jí)的團(tuán)聚體進(jìn)行測(cè)定。土壤團(tuán)聚體中有機(jī)碳、全氮、全磷、全鉀含量的測(cè)定參照鮑士旦的方法[19]進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 長(zhǎng)期連作棉田土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體中有機(jī)碳的分布

如圖1所示，土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體中的有機(jī)碳含量因粒徑分布而異。團(tuán)聚體中的有機(jī)碳主要分布在粒徑>1 mm、0.25≤粒徑≤1 mm和粒徑<0.053 mm的團(tuán)聚體中，而0.053≤粒徑<0.25 mm土壤團(tuán)聚體中含量相對(duì)最低。秸稈還田處理團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量在9.02～14.99 g/kg范圍內(nèi)，隨著連作年限的增加，各個(gè)粒徑團(tuán)聚體內(nèi)有機(jī)碳含量逐漸增加。在無(wú)秸稈還田處理下團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量隨連作年限的增加呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。秸稈還田處理團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量高于無(wú)秸稈還田處理。無(wú)論秸稈還田處理還是無(wú)秸稈還田處理，團(tuán)聚體中有機(jī)碳的含量均隨著粒徑的增大呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)。與同一連作年限的無(wú)秸稈還田處理相比，秸稈還田處理下連作20年處理粒徑<0.053 mm團(tuán)聚體有機(jī)碳含量增幅最大，達(dá)47.4%;其次為秸稈還田連作20年處理粒徑>1 mm團(tuán)聚體，其有機(jī)碳含量較CK20處理增加了38.2%。秸稈還田連作5年處理0.053≤粒徑<0.25 mm團(tuán)聚體有機(jī)碳含量較CK5處理增幅最小，然后是秸稈還田連作5年處理粒徑>1 mm 團(tuán)聚體。秸稈還田可以提高各個(gè)粒徑水穩(wěn)性團(tuán)聚體中有機(jī)碳的含量，且隨著連作年限的增加，增幅不斷增加，本試驗(yàn)中水穩(wěn)性團(tuán)聚體中有機(jī)碳的含量在連作30年達(dá)到最大。與同一連作年限的無(wú)秸稈還田處理相比，秸稈還田處理在各個(gè)粒徑團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量增幅最大的是<0.053 mm 粒徑，而增幅最小的是0.053≤粒徑<0.25 mm 的團(tuán)聚體。秸稈還田處理中各級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量大體由高到低的順序依次為粒徑>1 mm、<0.053 mm，0.25≤粒徑≤1 mm，0.053≤粒徑<0.25 mm。

2.2 長(zhǎng)期連作棉田土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體中全氮的分布

由圖2可見(jiàn)，土壤中全氮主要分布在粒徑 >1 mm 和粒徑<0.053 mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體中，0.053≤粒徑<0.25 mm團(tuán)聚體中全氮含量最少。秸稈還田處理中團(tuán)聚體的全氮含量為0.58～0.82 g/kg，各個(gè)粒徑團(tuán)聚體中全氮含量隨著連作年限的增加不斷增加，其中0.053≤粒徑<0.25 mm團(tuán)聚體中全氮含量在各個(gè)處理間差異顯著。無(wú)秸稈還田處理團(tuán)聚體中全氮含量為 0.49～0.70 g/kg，隨著連作年限的增加，團(tuán)聚體中全氮含量不斷下降。秸稈還田處理的全氮含量均顯著高于無(wú)秸稈還田處理。與同一連作年限的無(wú)秸稈還田處理相比，隨著秸稈還田連作年限的增加，團(tuán)聚體中全氮含量增加的幅度不斷增大，連作20年處理中全氮含量增幅達(dá)到最大。與同一連作年限的無(wú)秸稈還田處理相比，秸稈還田處理下不同粒徑團(tuán)聚體中全氮含量增幅最大的為粒徑<0.053 mm的團(tuán)聚體，秸稈還田5、10、20年與CK5、CK10、CK20相比團(tuán)聚體全氮含量分別增加了6.5%、 29.4%、38.1%。秸稈還田處理中水穩(wěn)性團(tuán)聚體中全氮含量總體由高到低的順序依次為粒徑>1 mm、粒徑<0.053 mm、0.25≤粒徑≤1 mm，0.053≤粒徑<0.25 mm。所有處理下團(tuán)聚體全氮含量均隨著粒徑的逐漸增大呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)。這一變化趨勢(shì)與團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量的變化趨勢(shì)一致。

2.3 長(zhǎng)期連作棉田土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體中全磷的分布

由圖3可以看出，秸稈還田處理團(tuán)聚體中全磷含量隨著連作年限的增加而增加，至連作30年時(shí)達(dá)到最大值。無(wú)秸稈還田處理團(tuán)聚體中全磷含量隨著連作年限的增加也呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。各個(gè)粒徑團(tuán)聚體中，秸稈還田處理全磷含量高于無(wú)秸稈還田處理。所有處理土壤中全磷含量較均勻地分布在各個(gè)粒徑的團(tuán)聚體中，表明團(tuán)聚體全磷含量受粒徑變化的影響較小。

2.4 長(zhǎng)期連作棉田土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體中全鉀的分布

由圖4可知，秸稈還田處理不同連作年限土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體中全鉀含量為18.9～23.2 g/kg，無(wú)秸稈還田處理全鉀含量為18.1～21.6 g/kg;所有處理各粒徑團(tuán)聚體的全鉀含量分布比較均勻，表明土壤團(tuán)聚體全鉀含量受粒徑變化的影響較小。在秸稈還田處理中，除粒徑>1 mm團(tuán)聚體外，各粒徑土壤團(tuán)聚體的全鉀含量隨著連作年限的增加總體呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)。在無(wú)秸稈還田處理中，土壤團(tuán)聚體的全鉀含量隨著連作年限的增加呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。與無(wú)秸稈還田處理相比，秸稈還田處理各個(gè)粒徑團(tuán)聚體中全鉀含量較高，且隨著連作年限的增加，增長(zhǎng)幅度不斷減小。秸稈還田處理大團(tuán)聚體（粒徑≥0.25 mm）中全鉀含量高于微團(tuán)聚體（粒徑<0.25 mm）中的含量，說(shuō)明大團(tuán)聚體對(duì)土壤全鉀的儲(chǔ)存及固定有著積極的作用。

2.5 長(zhǎng)期連作棉田土壤團(tuán)聚體養(yǎng)分對(duì)土壤養(yǎng)分的貢獻(xiàn)率

將各個(gè)粒徑土壤團(tuán)聚體含量與不同粒級(jí)團(tuán)聚體中養(yǎng)分放在一起考慮，不僅能詳細(xì)地反映團(tuán)聚體對(duì)土壤的貢獻(xiàn)率，也能全面和客觀地反映秸稈還田對(duì)長(zhǎng)期連作棉田的作用效果。如表1所示，不同粒級(jí)團(tuán)聚體養(yǎng)分對(duì)土壤養(yǎng)分的貢獻(xiàn)率從高到低依次為0.25≤粒徑≤1 mm、粒徑<0.053 mm、0.053≤粒徑<0.25 mm，粒徑>1 mm的團(tuán)聚體。其中，有機(jī)碳含量的 37.6%～49.2%的貢獻(xiàn)率來(lái)自于0.25≤粒徑≤1 mm團(tuán)聚體，其次是粒徑<0.053 mm團(tuán)聚體;而粒徑>1 mm團(tuán)聚體和0.053≤粒徑<0.25 mm團(tuán)聚體對(duì)土壤有機(jī)碳含量的貢獻(xiàn)率較少，分別為6.1%～7.4% 和5.3%～15.2%。0.25≤粒徑≤1 mm團(tuán)聚體對(duì)土壤全氮的貢獻(xiàn)率最大，為44.2%～58.6%;粒徑>1 mm團(tuán)聚體對(duì)全氮的貢獻(xiàn)率最小，為7.4%～8.2%。在0.25≤粒徑 ≤1 mm 團(tuán)聚體中養(yǎng)分含量相對(duì)較高，而且土壤中該粒級(jí)的團(tuán)聚體含量是最高的，因此它的貢獻(xiàn)率也相對(duì)較高。在粒徑>1 mm團(tuán)聚體中養(yǎng)分含量較高，但土壤中該粒級(jí)的團(tuán)聚體含量最低，因此其貢獻(xiàn)率也是最低的。由此可見(jiàn)，土壤團(tuán)聚體對(duì)土壤養(yǎng)分含量的貢獻(xiàn)率與團(tuán)聚體含量高度正相關(guān)。>1 mm粒徑的團(tuán)聚體百分含量最低，但是該級(jí)團(tuán)聚體的養(yǎng)分含量卻是最高的。如果想要提高土壤整體養(yǎng)分的含量，可通過(guò)提高土壤大團(tuán)聚體養(yǎng)分含量或者提高大團(tuán)聚體的含量實(shí)現(xiàn)。

秸稈還田處理下0.25≤粒徑≤1 mm團(tuán)聚體對(duì)土壤養(yǎng)分的貢獻(xiàn)率總體隨著連作年限的增加而增加;0.053≤粒徑<0.25 mm 和粒徑<0.053 mm團(tuán)聚體對(duì)土壤養(yǎng)分的貢獻(xiàn)率隨著連作年限的增加逐漸減低;粒徑>1 mm團(tuán)聚體對(duì)土壤養(yǎng)分的貢獻(xiàn)率沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的規(guī)律。無(wú)秸稈還田處理下0.25 mm≤粒徑≤1 mm團(tuán)聚體對(duì)土壤養(yǎng)分的貢獻(xiàn)率總體隨著連作年限的增加而降低;0.053≤粒徑<0.25 mm和粒徑<0.053 mm團(tuán)聚體對(duì)土壤養(yǎng)分的貢獻(xiàn)率隨著連作年限的增加逐漸增加。與無(wú)秸稈還田處理相比，在粒徑>1 mm和 0.25≤粒徑≤1 mm團(tuán)聚體中，秸稈還田處理團(tuán)聚體對(duì)土壤養(yǎng)分的貢獻(xiàn)率總體高于無(wú)秸稈還田處理;在0.053 mm≤粒徑<0.25 mm和<0.053 mm團(tuán)聚體中，秸稈還田團(tuán)聚體對(duì)土壤養(yǎng)分的貢獻(xiàn)率低于無(wú)秸稈還田處理。

3 討論

土壤中的氮、磷、鉀是植被生長(zhǎng)和恢復(fù)生長(zhǎng)的主要影響因子，是土壤肥力的重要組成部分，不同粒徑的團(tuán)聚體對(duì)土壤中氮、磷、鉀的保持、供應(yīng)和轉(zhuǎn)化能力不同[20-21]。

本研究結(jié)果表明，不同連作年限土壤中的有機(jī)碳、全氮主要集中在粒徑>1 mm、0.25≤粒徑≤1 mm和粒徑<0.053 mm 的團(tuán)聚體中。這一結(jié)果與Lee等的研究結(jié)果[22-23]一致，其中Lee等在長(zhǎng)期施肥對(duì)水稻土壤有機(jī)碳變化及土壤物理性質(zhì)影響的研究中表明，粒徑<0.053 mm團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量占土壤總有機(jī)碳含量的75%。秸稈還田處理下各粒徑團(tuán)聚體中有機(jī)碳、全氮含量隨著連作年限的增加而增加。無(wú)秸稈還田處理下各粒徑團(tuán)聚體中有機(jī)碳和全氮含量隨著連作年限的增加而下降，且秸稈還田處理高于無(wú)秸稈還田處理。這主要是由于秸稈中含有植物所需的大量元素以及微量元素，而秸稈中的大部分養(yǎng)分也都?xì)w還到農(nóng)田土壤中，提高農(nóng)田土壤的養(yǎng)分和肥力[24]。在粒徑≥0.25 mm團(tuán)聚體中有機(jī)碳、全氮含量隨著粒徑的增大而增加，但在粒徑<0.25 mm 微團(tuán)聚體中情況相反，隨著粒徑的增大而減少，且大團(tuán)聚體中有機(jī)碳、全氮含量高于微團(tuán)聚體，這與Jastrow等的研究結(jié)論[25-26]一致。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能有2種：一是各粒級(jí)團(tuán)聚體中有機(jī)碳的礦化速度不同，二是秸稈還田后土壤中有機(jī)膠結(jié)物質(zhì)增多，使得小粒級(jí)的團(tuán)聚體向大粒級(jí)團(tuán)聚體團(tuán)聚，在這個(gè)過(guò)程中碳、氮隨之遷移。而在粒徑<0.053 mm團(tuán)聚體中有機(jī)碳、全氮含量高的原因可能是在微團(tuán)聚體中粒徑越小，比表面積越大，對(duì)有機(jī)碳及全氮的吸附能力就越強(qiáng)[27]。徐陽(yáng)春等研究表明，土壤團(tuán)聚體粒徑越小，對(duì)NH4+的吸附量就越多，因此小粒徑團(tuán)聚體全氮含量較高[28]。當(dāng)然也有與之相反的結(jié)論，李瑋等認(rèn)為，不同植茶年限土壤較小粒徑團(tuán)聚體中有機(jī)碳、全氮含量高于較大粒級(jí)的團(tuán)聚體，粒徑 <0.25 mm 團(tuán)聚體中有機(jī)碳、全氮含量最高;這可能與種植的作物和土壤的類型不同有關(guān)[29]。各個(gè)粒徑團(tuán)聚體中全磷、全鉀含量分布較均勻，沒(méi)有明顯的差異，這與鄭子成等的研究結(jié)果[9，27]一致。這可能是因?yàn)橥寥乐械牧姿乇旧硇再|(zhì)穩(wěn)定，易被固定、吸附，不易移動(dòng)流失[27]。因此，各個(gè)粒徑團(tuán)聚體中全磷含量無(wú)明顯差異。

4 結(jié)論

秸稈還田處理下，不同粒徑土壤團(tuán)聚體中有機(jī)碳、全氮含量隨著連作年限的增加而增加。而無(wú)秸稈還田處理下，團(tuán)聚體中有機(jī)碳、全氮含量隨著連作年限的增加而下降，且秸稈還田處理各粒徑土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體中有機(jī)碳、全氮含量均高于無(wú)秸稈還田處理。土壤團(tuán)聚體中全磷含量無(wú)論是否秸稈還田均隨著連作年限的增加而增加。

連作棉田土壤團(tuán)聚體中有機(jī)碳、全氮含量隨粒徑減小呈先下降后增加的趨勢(shì)，主要分布在粒徑>1 mm的大團(tuán)聚體和粒徑 <0.053 mm 的微團(tuán)聚體中，全磷、全鉀含量在不同粒徑的團(tuán)聚體中分布較均勻，受粒徑變化的影響較小，表明不同粒徑水穩(wěn)性團(tuán)聚體對(duì)土壤碳、氮、磷、鉀的保持、供應(yīng)和轉(zhuǎn)化能力存在明顯差異。

不同粒級(jí)團(tuán)聚體對(duì)土壤養(yǎng)分的貢獻(xiàn)率有37%～62%來(lái)自0.25≤粒徑≤1 mm團(tuán)聚體，其次是粒徑<0.053 mm團(tuán)聚體，占13.7%～34.0%。秸稈還田處理下0.25 mm≤粒徑≤1.00 mm團(tuán)聚體對(duì)土壤養(yǎng)分的貢獻(xiàn)率總體隨著連作年限的增加而增加;0.053≤粒徑<0.25 mm和粒徑<0.053 mm團(tuán)聚體對(duì)土壤養(yǎng)分的貢獻(xiàn)率隨著連作年限的增加逐漸減低，在無(wú)秸稈還田處理下變化相反。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹晶晶，魏 飛，馬芳霞，等. 秸稈還田與長(zhǎng)期連作棉田土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體特征[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2017，35（1）：26-32.

[2]Six J，Elliott E T，Paustian K. Soil macroaregate turnover and microaggregate formation：a mechanism for C sequestration under no-tillage agriculture[J]. Soil Biology and Biochemistry，2000，32（14）：2099-2103.

[3]候曉靜，楊勁松，王相平，等. 不同施肥方式下灘涂圍墾農(nóng)田土壤有機(jī)碳及團(tuán)聚體有機(jī)碳的分布[J]. 土壤學(xué)報(bào)，2015，52（4）：818-827.

[4]毛霞麗，陸扣萍，何麗芝，等. 長(zhǎng)期施肥對(duì)浙江稻田土壤團(tuán)聚體及其有機(jī)碳分布的影響[J]. 土壤學(xué)報(bào)，2015，52（4）：828-838.

[5]劉曉東，尹國(guó)麗，武 均，等. 氮素補(bǔ)充對(duì)高寒草甸土壤團(tuán)聚體有機(jī)碳、全氮分布的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015，31（14）：139-147.

[6]吳 雯，鄭子成，李廷軒. 退耕植茶地土壤團(tuán)聚體中有機(jī)磷組分分布特征[J]. 山地學(xué)報(bào)，2017，35（4）：459-468.

[7]黃金花，劉 軍，楊志蘭，等. 秸稈還田下長(zhǎng)期連作棉田土壤有機(jī)碳活性組分的變化特征[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2015，24（3）：387-395.

[8]馮春曉，艾應(yīng)偉，王克秀，等. 恢復(fù)年限對(duì)裸露邊坡土壤團(tuán)聚體顆粒和碳、氮、磷分布的影響[J]. 水土保持學(xué)報(bào)，2015，29（5）：156-161.

[9]鄭子成，何淑勤，王永東，等. 不同土地利用方式下土壤團(tuán)聚體中養(yǎng)分的分布特征[J]. 水土保持學(xué)報(bào)，2010，24（3）：170-174.

[10]Bronick C J，Lai R. Manuring and rotation effects on soil organic carbon concentration for different aggregate size fractions on two soils in northeastern Ohio，USA[J]. Soil & Tillage Research，2005，81（2）：239-252.

[11]Green V S，Cavlgelli M A，Dao T H，et al. Soil physical properties and aggregate-associated C，N and P distribution in organic and conventional crop systems[J]. Soil Science，2005，170（10）：822-831.

[12]王晟強(qiáng)，鄭子成，李廷軒. 植茶年限對(duì)土壤團(tuán)聚體氮、磷、鉀含量變化的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2013，19（6）：1393-1402.

[13]王雙磊，劉艷慧，宋憲亮，等. 棉花秸稈還田對(duì)土壤團(tuán)聚體有機(jī)碳及氮磷鉀含量的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2016，27（12）：3944-3952.

[14]李欣雨，夏建國(guó)，田汶艷. 稻田植茶后土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性變化特征及影響因素分析[J]. 水土保持學(xué)報(bào)，2017，31（4）：148-153.

[15]Gao L L，Beckera E，Liang G P，et al. Effect of different tillage systems on aggregate structure and inner distribution of organic carbon[J]. Geoderma，2017，288（15）：97-104.

[16]Hartley W，Riby P，Waterson J. Effects of three different biochars on aggregate stability，organic carbon mobility and micronutrient bioavailability[J]. Journal of Environmental Management，2016，181：770-778.

[17]朱秋麗，王 純，嚴(yán)錦華，等. 施加秸稈與廢棄物對(duì)茉莉園土壤團(tuán)聚體及碳氮磷含量的影響[J]. 水土保持學(xué)報(bào)，2017，31（4）：191-197.

[18]程 乙，任 昊，劉 鵬，等. 不同栽培管理模式對(duì)農(nóng)田土壤團(tuán)聚體組成及其碳、氮分布的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2016，27（11）：3521-3528.

[19]鮑士旦. 土壤和農(nóng)化分析[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[20]石箭華，孟廣濤，李品榮，等. 滇中不同植物群落土壤團(tuán)聚體組成及養(yǎng)分特征[J]. 水土保持學(xué)報(bào)，2011，25（4）：183-187.

[21]陳恩鳳，關(guān)連珠，汪景寬，等. 土壤特征微團(tuán)聚體的組成比例與肥力評(píng)價(jià)[J]. 土壤學(xué)報(bào)，2001，38（1）：49-53.

[22]Lee S B，Lee C H，Jung K Y，et al. Changes of soil organic carbon and its fractions in relation to soil physical properties in a long-term fertilized paddy[J]. Soil & Tillage Research，2009，104（2）：227-232.

[23]關(guān) 松，竇 森，胡永哲，等. 添加玉米秸稈對(duì)黑土團(tuán)聚體碳氮分布的影響[J]. 水土保持學(xué)報(bào)，2010，24（4）：187-191.

[24]曾研華，吳建富，潘曉華，等. 稻草原位還田對(duì)雙季稻田土壤理化與生物學(xué)性狀的影響[J]. 水土保持學(xué)報(bào)，2013，27（3）：150-155.

[25]Jastrow J D. Soil aggregate formation and the accrual of particulate and mineral-associated organic matter[J]. Soil Biology and Biochemistry，1996，28（4/5）：665-676.

[26]董 雪，王春燕，黃 麗，等. 侵蝕程度對(duì)不同粒徑團(tuán)聚體中養(yǎng)分含量和紅壤有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定性的影響[J]. 土壤學(xué)報(bào)，2013，50（3）：525-533.

[27]劉曉利，何園球，李成亮，等. 不同利用方式旱地紅壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體及其碳、氮、磷分布特征[J]. 土壤學(xué)報(bào)，2009，46（2）：255-262.

[28]徐陽(yáng)春，沈其榮. 長(zhǎng)期施用不同有機(jī)肥對(duì)土壤各粒級(jí)復(fù)合體中C、N、P含量與分配的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2000，33（5）：65-71.

[29]李 瑋，鄭子成，李廷軒. 不同植茶年限土壤團(tuán)聚體碳氮磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2015，26（1）：9-16.