高 強(qiáng)，宓文海,2，夏斯琦，劉明月，毛 偉，居 靜，趙海濤

(1.揚(yáng)州大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127； 2.浙江大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，浙江 杭州 310058； 3.揚(yáng)州市耕地質(zhì)量保護(hù)站，江蘇 揚(yáng)州 225101)

黃泥田是我國南方省份廣泛分布的一種低產(chǎn)水稻土[1]，養(yǎng)分貧瘠和較差的土壤結(jié)構(gòu)是其生產(chǎn)力的重要限制因子。探究能夠提升其土壤養(yǎng)分含量及優(yōu)化土壤結(jié)構(gòu)的培肥模式對(duì)于提升黃泥田肥力、保障當(dāng)?shù)丶Z食生產(chǎn)具有重要意義。團(tuán)聚體作為土壤最基本的結(jié)構(gòu)單元，是有機(jī)質(zhì)分解與積累、養(yǎng)分遷移與轉(zhuǎn)化的主要場(chǎng)所[2]。良好的土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)是保障調(diào)控作物生長(zhǎng)養(yǎng)分供應(yīng)的重要基礎(chǔ)，其穩(wěn)定性容易受到土地利用方式、土地耕作制度、作物生長(zhǎng)發(fā)育以及人為施肥管理模式的影響[3]。有機(jī)質(zhì)作為重要的膠結(jié)物質(zhì)，影響土壤的團(tuán)聚化作用?；袅盏萚4]對(duì)黑壚土的研究表明，增施有機(jī)肥及秸稈還田可以提高黑壚土的大團(tuán)聚體含量及其穩(wěn)定性。汪景寬等[5]針對(duì)棕壤的研究也得出相似的結(jié)論，長(zhǎng)期施用有機(jī)肥促進(jìn)了棕壤團(tuán)聚體的形成，提高了團(tuán)聚體穩(wěn)定性。對(duì)于紅壤水稻土的研究表明，不同施肥處理對(duì)>2 mm土壤團(tuán)聚體含量的影響最明顯，有機(jī)肥的施入顯著提高了>2 mm土壤團(tuán)聚體含量[6]。秸稈和牛糞是來源廣泛的農(nóng)業(yè)有機(jī)肥料資源，探明長(zhǎng)期秸稈和牛糞投入有機(jī)培肥模式下黃泥田土壤養(yǎng)分變化及團(tuán)聚體組成結(jié)構(gòu)特征對(duì)于提升黃泥田地力和農(nóng)業(yè)廢棄物處置具有重要意義。根系是植物與土壤的動(dòng)態(tài)界面，其分泌物可以為微生物活動(dòng)提供大量能源物質(zhì)[7]，增強(qiáng)根系周圍的微生物活動(dòng)強(qiáng)度，影響土壤顆粒團(tuán)聚化作用，同時(shí)植物根系正?；顒?dòng)過程中對(duì)于周圍土體的纏繞、擠壓、穿插作用同樣會(huì)對(duì)團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性產(chǎn)生影響[8]。目前已有關(guān)于施肥對(duì)黃泥田土壤結(jié)構(gòu)及養(yǎng)分的影響研究報(bào)道，主要集中于土地利用、管理方式等外部控制因素[9-12]，缺少對(duì)作物生育期內(nèi)土壤團(tuán)聚體組成及養(yǎng)分分布的研究，同時(shí)黃泥田水稻土團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響機(jī)制尚不十分清晰。為此，系統(tǒng)研究長(zhǎng)期不同施肥措施下黃泥田水稻關(guān)鍵生育時(shí)期根際/非根際土壤團(tuán)聚體組成、穩(wěn)定性及養(yǎng)分分布特征，以期為黃泥田農(nóng)業(yè)區(qū)提供合適的施肥模式。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)域及材料

試驗(yàn)開始于2011年6月，試驗(yàn)田位于浙江省金華市瑯琊鎮(zhèn)新朱村(29°01′19″N，119°27′99″E)。耕地土壤類型為水稻土，試驗(yàn)開始前耕層土壤含有機(jī)質(zhì)27.75 g/kg、全氮1.64 g/kg、速效鉀79.33 mg/kg、有效磷11.84 mg/kg，pH值為5.10。

供試水稻品種早稻為秈稻金早09(浙江省金華市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育)、晚稻為秈稻岳優(yōu)9113(湖南省岳陽市農(nóng)科所選育)。試驗(yàn)所用化肥為尿素(含N 46%)、過磷酸鈣(含P2O512%)、氯化鉀(含K2O 60%)、控釋BB肥(N∶P2O5∶K2O=24∶12∶12)，其中，控釋BB肥為硫磺樹脂雙包膜尿素,控釋期3個(gè)月，由山東金正大生態(tài)工程股份有限公司提供。秸稈和牛糞C含量分別為438、289 g/kg，N含量分別為9、21 g/kg，P含量分別為1、10 g/kg，K含量分別為20、12 g/kg。試驗(yàn)所用秸稈快腐菌劑為“寧糧”牌秸稈腐熟劑，購自南京寧糧生物肥料有限公司，該產(chǎn)品含有自然條件下適應(yīng)能力較強(qiáng),能夠快速降解秸稈中的粗蛋白、纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的細(xì)菌、真菌和放線菌。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)處理，分別為單施化肥(尿素+過磷酸鈣+氮化鉀，NPK)、化肥配施秸稈同時(shí)添加秸稈快腐菌劑(NPK+RS)、控釋BB肥配施牛糞(BBF+CM)，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為30 m2(6 m×5 m)。每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)之間設(shè)置田埂，同時(shí)用塑料薄膜包裹田埂。各處理氮、磷、鉀(不包括添加的有機(jī)物料養(yǎng)分)投入相同：N 180 kg/hm2、P2O590 kg/hm2、K2O 120 kg/hm2(在BBF+CM處理中補(bǔ)充施入氯化鉀來保證鉀素投入量相等，補(bǔ)充施入量為50 kg/hm2)。早稻氮肥按基肥∶蘗肥∶穗肥4∶3∶3施入，晚稻氮肥按基肥∶蘗肥4∶6施入。有機(jī)物料及秸稈快腐菌劑在早稻、晚稻種植前施入，其中，牛糞用量為13 500 kg/hm2，秸稈投入量(干質(zhì)量)為3 000 kg/hm2，秸稈快腐菌劑添加量為30 kg/hm2。牛糞、秸稈、秸稈快腐菌劑、鉀肥、磷肥及控釋BB肥均作基肥一次投入。水稻種植制度為雙季稻，2018年早稻于4月23日移栽,株距16.5 cm，行距19.8 cm,每穴5～6苗,7月27日收割,習(xí)慣施肥處理在生長(zhǎng)期間分別于5月10日、6月7日追施分蘗肥、穗肥。2018年晚稻于8月1日移栽,株距、行距均為19.8 cm，每穴1～2苗,10月16日收獲,習(xí)慣施肥處理于8月17日追施分蘗肥。

1.3 土壤樣品采集及預(yù)處理

分別于2018年5月19日(分蘗期)、6月10日(拔節(jié)期)、7月25日(成熟期)在不同處理小區(qū)均勻布點(diǎn)，布點(diǎn)避免試驗(yàn)田田埂等特殊地形的部位，每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)按S形選擇10叢水稻進(jìn)行采樣。水稻根系周圍附著大量泥土，輕輕抖動(dòng)水稻時(shí)，有大塊土壤掉落，將這部分土壤視為非根際土。將根系上仍附著部分土壤的水稻置于地頭，3～5 h后水分含量大幅下降，用毛刷小心將附著在根系上的土壤刷落至硬質(zhì)餐盒中，將這部分土壤視為根際土壤。各采樣點(diǎn)所取土樣混合后，按四分法采集部分土壤，將其裝入硬質(zhì)采樣盒中，避免受到外力擠壓而改變土壤原狀結(jié)構(gòu)。將采集的土樣帶回實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行風(fēng)干，在風(fēng)干過程中時(shí)刻關(guān)注土壤樣品含水率變化，在土樣達(dá)到塑限時(shí)，按照土樣自然破碎紋理將其進(jìn)一步掰碎。待土樣完全風(fēng)干后，收集過5 mm篩土壤樣品備用。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 團(tuán)聚體分級(jí)及理化性質(zhì) 不同粒徑團(tuán)聚體分級(jí)采用干篩法進(jìn)行。稱取分蘗期、拔節(jié)期、成熟期沿著土壤自然結(jié)構(gòu)面掰開并通過5 mm篩的風(fēng)干土壤樣品100 g，將其轉(zhuǎn)移平鋪至恩德OCTAGON 200振動(dòng)篩最上層套篩上(套篩孔徑由上到下分別為2.00、0.25 mm，最下層為配套托盤)，于上層土壤篩上加蓋并擰緊螺絲固定，儀器通電運(yùn)行10 min，可以分離得到>2.00 mm、0.25～2.00 mm及<0.25 mm粒徑的土壤團(tuán)聚體，將不同粒徑土壤團(tuán)聚體收集到鋁盒中稱質(zhì)量，記錄不同粒徑團(tuán)聚體質(zhì)量，計(jì)算不同粒徑團(tuán)聚體所占比例。

對(duì)水稻成熟期(7月25日)耕層土壤及根際不同粒徑團(tuán)聚體理化性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。其中，土壤有機(jī)質(zhì)及全氮含量使用元素分析儀(德國)直接測(cè)定，有效磷含量采用NaHCO3溶液浸提—分光光度法測(cè)定，速效鉀含量采用NH4OAC溶液浸提—火焰光度法測(cè)定，pH值用酸度計(jì)直接測(cè)定(水土比1∶5)。

1.4.2 團(tuán)聚體穩(wěn)定性 采用團(tuán)聚體平均質(zhì)量直徑(Mean weight diameter，MWD)、幾何平均直徑(Geometric mean diameter，GMD)來衡量分蘗期、拔節(jié)期、成熟期土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性。

式中，Xi為i粒級(jí)團(tuán)聚體平均直徑，Wi為i粒級(jí)團(tuán)聚體質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2017進(jìn)行整理；使用SPSS 19.0 Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較，并進(jìn)行Person相關(guān)性分析；使用Origin 8.5制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 長(zhǎng)期不同施肥措施下黃泥田水稻土耕層土壤養(yǎng)分含量變化

長(zhǎng)期施肥對(duì)黃泥田水稻土耕層土壤養(yǎng)分含量的影響如表1所示。與試驗(yàn)開始前土壤相比，3種不同施肥模式均顯著提高了土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量， NPK、NPK+RS、BBF+CM處理土壤有機(jī)質(zhì)含量分別提高了12%、34%、41%，全氮含量分別提高了11%、34%、49%；NPK+RS、BBF+CM處理土壤有效磷含量分別顯著提高了37%、55%，速效鉀含量分別顯著提高了58%、25%，而NPK處理土壤速效鉀含量顯著降低了17%；BBF+CM處理土壤pH值顯著提高。

表1 不同施肥處理黃泥田水稻土耕層土壤養(yǎng)分含量及pH值

2.2 長(zhǎng)期不同施肥措施下黃泥田水稻土團(tuán)聚體組成變化

土壤團(tuán)聚體組成是決定土壤質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要因素。由圖1可知，NPK處理黃泥田水稻土>2.00 mm、0.25～2.00 mm和<0.25 mm粒徑團(tuán)聚體所占比例分別為56.56%～65.25%、22.98%～31.63%和7.32%～11.80%，>2.00 mm粒徑團(tuán)聚體是黃泥田水稻土團(tuán)聚體主要組成部分，<0.25 mm粒徑團(tuán)聚體所占比例最小。對(duì)于根際土壤，>2.00 mm粒徑團(tuán)聚體所占比例在水稻成熟期最高，為60.91%；對(duì)于非根際土壤，>2.00 mm粒徑團(tuán)聚體所占比例則在水稻分蘗期最高，為65.25%。

由圖1可知，NPK+RS處理>2.00 mm、0.25～2.00 mm和<0.25 mm粒徑團(tuán)聚體所占比例分別為61.28%～70.65%、22.64%～32.39%和2.97%～7.80%。水稻分蘗期根際土壤>2.00 mm粒徑團(tuán)聚體所占比例顯著低于拔節(jié)期和成熟期，而非根際土壤>2.00 mm粒徑團(tuán)聚體所占比例則顯著高于拔節(jié)期和成熟期。根際土壤0.25～2.00 mm粒徑團(tuán)聚體所占比例表現(xiàn)為分蘗期顯著高于成熟期和拔節(jié)期，而非根際土壤表現(xiàn)為拔節(jié)期顯著高于分蘗期和成熟期。根際土壤<0.25 mm粒徑團(tuán)聚體所占比例表現(xiàn)為分蘗期和拔節(jié)期顯著高于成熟期，而非根際土壤表現(xiàn)為拔節(jié)期顯著高于分蘗期和成熟期。

由圖1可知，BBF+CM處理>2.00 mm、0.25～2.00 mm和<0.25 mm粒徑團(tuán)聚體所占比例分別為67.72%～78.70%、22.50%～29.74%和2.70%～7.46%。不同生育時(shí)期根際土壤>2.00 mm粒徑團(tuán)聚體所占比例無明顯變化，而非根際土壤>2.00 mm粒徑團(tuán)聚體所占比例則出現(xiàn)降低趨勢(shì)，表現(xiàn)為分蘗期顯著高于拔節(jié)期和成熟期。根際、非根際土壤0.25～2.00 mm粒徑團(tuán)聚體所占比例均表現(xiàn)為拔節(jié)期和成熟期顯著高于分蘗期。根際土壤<0.25 mm團(tuán)聚體所占比例表現(xiàn)為分蘗期和拔節(jié)期顯著高于成熟期，而非根際土壤表現(xiàn)為拔節(jié)期>分蘗期>成熟期，差異顯著。

不同小寫字母表示同一粒徑團(tuán)聚體在不同生育時(shí)期間差異顯著(P<0.05)

方差分析結(jié)果(表2)顯示，取樣位置對(duì)<0.25 mm粒徑團(tuán)聚體所占比例有顯著影響，施肥處理、取樣時(shí)間及二者互作對(duì)3個(gè)粒徑團(tuán)聚體所占比例均有極顯著或顯著影響，取樣位置與施肥處理互作對(duì)<0.25 mm粒徑團(tuán)聚體所占比例有極顯著影響，對(duì)>2 mm粒徑團(tuán)聚體所占比例有顯著影響。取樣位置與取樣時(shí)間互作及取樣位置、取樣時(shí)間、施肥處理三者互作對(duì)3個(gè)粒徑團(tuán)聚體所占比例均有極顯著影響。

表2 不同影響因子對(duì)黃泥田水稻土團(tuán)聚體組成及穩(wěn)定性的影響

2.3 長(zhǎng)期不同施肥措施下黃泥田水稻土團(tuán)聚體穩(wěn)定性變化

MWD和GMD是用來衡量土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的常用指標(biāo)。由表3—4可知，NPK處理土壤團(tuán)聚體MWD和GMD分別為1.47～1.67和1.10～1.20，NPK+RS處理土壤團(tuán)聚體MWD和GMD分別為1.58～1.72和1.14～1.21，而BBF+CM處理土壤團(tuán)聚體MWD和GMD分別為1.64～1.76和1.16～1.24。與NPK處理相比，NPK+RS處理MWD、GMD分別提高了5%、2%，BBF+CM處理MWD、GMD分別提高了6%、3%。3個(gè)施肥處理水稻根際土壤團(tuán)聚體MWD和GMD均隨著水稻生育時(shí)期的推進(jìn)逐漸增大，與根際土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性變化規(guī)律不同，非根際土壤團(tuán)聚體MWD和GMD總體上在水稻分蘗期最大、拔節(jié)期最小。在水稻分蘗期，3個(gè)施肥處理非根際土壤團(tuán)聚體MWD和GMD大于根際土壤；而在水稻拔節(jié)期和成熟期，根際土壤團(tuán)聚體MWD和GMD總體上大于非根際土壤。

表3 不同施肥處理黃泥田水稻土團(tuán)聚體MWD

表4 不同施肥處理黃泥田水稻土團(tuán)聚體GMD

方差分析結(jié)果(表2)顯示，取樣位置及取樣位置、取樣時(shí)間、施肥處理三者互作對(duì)黃泥田水稻土團(tuán)聚體穩(wěn)定性均無顯著影響，而取樣時(shí)間、施肥處理、取樣時(shí)間與施肥處理互作、取樣時(shí)間與取樣位置互作、施肥處理與取樣位置互作均極顯著影響黃泥田水稻土團(tuán)聚體穩(wěn)定性。

將土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)MWD、GMD與土壤理化性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果見表5。由表5可以發(fā)現(xiàn)，土壤有機(jī)質(zhì)含量、速效鉀含量是影響土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的主要因素。土壤團(tuán)聚體MWD與有機(jī)質(zhì)、速效鉀含量的相關(guān)系數(shù)分別為0.856、-0.830，均達(dá)到極顯著水平。土壤團(tuán)聚體GMD與有機(jī)質(zhì)、速效鉀含量的相關(guān)系數(shù)分別為0.909、-0.801，均達(dá)到極顯著水平；與土壤全氮含量的相關(guān)性也達(dá)到了顯著水平，相關(guān)系數(shù)為0.730。

表5 團(tuán)聚體穩(wěn)定性與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性分析

2.4 長(zhǎng)期不同施肥措施下成熟期水稻根際土壤團(tuán)聚體養(yǎng)分分布特征

與NPK處理相比，NPK+RS和BBF+CM處理均可以顯著提高各粒徑團(tuán)聚體有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀(BBF+CM處理0.25～2.00 mm團(tuán)聚體除外)含量(圖2)。其中，>2.00 mm粒徑團(tuán)聚體有機(jī)質(zhì)含量分別提高19%和34%，0.25～2.00 mm粒徑團(tuán)聚體有機(jī)質(zhì)含量分別提高23%和28%，<0.25 mm粒徑團(tuán)聚體有機(jī)質(zhì)含量均提高23%；>2.00 mm粒徑團(tuán)聚體全氮含量分別提高19%和36%，0.25～2.00 mm粒徑團(tuán)聚體全氮含量分別提高22%和28%，<0.25 mm粒徑團(tuán)聚體全氮含量分別提高29%和81%；>2.00 mm粒徑團(tuán)聚體有效磷含量分別提高49%和114%，0.25～2.00 mm粒徑團(tuán)聚體有效磷含量分別提高26%和178%，<0.25 mm粒徑團(tuán)聚體有效磷含量分別提高31%和47%；>2.00 mm粒徑團(tuán)聚體速效鉀含量分別提高157%和41%，0.25～2.00 mm粒徑團(tuán)聚體速效鉀含量分別提高133%和17%，<0.25mm粒徑團(tuán)聚體速效鉀含量分別提高131%和38%。BBF+CM處理對(duì)各粒徑團(tuán)聚體有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷含量的提升效果優(yōu)于NPK+RS處理，而對(duì)速效鉀含量的提升幅度則小于NPK+RS處理。黃泥田水稻土不同粒徑團(tuán)聚體養(yǎng)分分布存在差異，其中有機(jī)質(zhì)和全氮含量均表現(xiàn)為>2.00 mm粒徑團(tuán)聚體高于0.25～2.00 mm和<0.25 mm粒徑團(tuán)聚體，而有效磷和速效鉀含量則表現(xiàn)為0.25～2.00 mm和<0.25 mm粒徑團(tuán)聚體高于>2.00 mm粒徑團(tuán)聚體。

不同大、小寫字母分別表示不同施肥處理、不同粒徑之間差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)

3 結(jié)論與討論

3.1 長(zhǎng)期不同施肥措施下黃泥田水稻土團(tuán)聚體組成及養(yǎng)分分布特征

土壤結(jié)構(gòu)差、養(yǎng)分貧瘠是制約黃泥田生產(chǎn)力的重要因子[13]，通過培肥使土壤形成良好的土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)對(duì)于提升土壤保水保肥能力具有重要意義。有機(jī)質(zhì)的膠結(jié)作用是保證土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成的重要基礎(chǔ)，通常有機(jī)質(zhì)含量豐富的土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更強(qiáng)[14]。前人研究結(jié)果表明，有機(jī)培肥模式顯著改善了棕壤[15]、黑壚土[16]、紅壤[17-18]團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，提高了團(tuán)聚體穩(wěn)定性。本研究結(jié)果表明，與NPK處理相比,NPK+RS和BBF+CM處理均提高了黃泥田水稻土>2.00 mm粒徑大團(tuán)聚體所占比例，而降低了<0.25 mm粒徑微團(tuán)聚體含量，增強(qiáng)了土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性，這與前人研究成果相似。對(duì)比NPK+RS和BBF+CM 2種有機(jī)培肥處理，發(fā)現(xiàn)BBF+CM處理對(duì)黃泥田水稻土團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)改善的效果優(yōu)于前者，可能是由于添加的秸稈快腐菌劑未能及時(shí)、快速、有效地起到促使秸稈腐爛降解的作用，導(dǎo)致進(jìn)入到農(nóng)田的秸稈仍舊存在腐熟較慢、有機(jī)酸積累等問題[19]，對(duì)土壤形成良好團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)造成了不良影響[20]。添加到稻田中的牛糞是經(jīng)過充分發(fā)酵腐熟的，在水稻生長(zhǎng)前期相對(duì)于秸稈還田同時(shí)添加秸稈快腐菌劑能夠更好地促進(jìn)土壤團(tuán)聚化[21]，增加土壤大團(tuán)聚體所占比例，提高團(tuán)聚體穩(wěn)定性。

有機(jī)培肥對(duì)土壤結(jié)構(gòu)及碳氮養(yǎng)分含量具有正向促進(jìn)效應(yīng)[22-26]。本研究結(jié)果表明，與NPK處理相比，NPK+RS和BBF+CM處理顯著提高了黃泥田水稻土各粒徑團(tuán)聚體有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀(BBF+CM處理0.25～2.00 mm團(tuán)聚體除外)含量，這是由于投入到田間的有機(jī)物料本身含有較多碳、氮、磷、鉀，另外有機(jī)培肥模式下土壤生產(chǎn)力較高，增加了作物殘茬量，形成正向促進(jìn)效應(yīng)，增加了各粒徑團(tuán)聚體養(yǎng)分含量[27-28]。本研究發(fā)現(xiàn)，BBF+CM處理對(duì)相同粒徑團(tuán)聚體有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷含量的提升效果優(yōu)于NPK+RS處理，這是由于投入到土壤中的牛糞是經(jīng)過充分發(fā)酵腐熟的，有利于更多養(yǎng)分的釋放，而秸稈進(jìn)入土壤后存在腐熟較慢、有機(jī)酸積累等不利于養(yǎng)分釋放的問題，同時(shí)有機(jī)物料碳氮比是影響其是否能夠被微生物充分分解利用的重要因素[29-31]，牛糞的碳氮比明顯低于秸稈，這導(dǎo)致了這2種有機(jī)物料在被微生物利用難易程度上存在差異，從而導(dǎo)致對(duì)土壤的培肥效果出現(xiàn)差異。本研究發(fā)現(xiàn)，>2.00 mm粒徑團(tuán)聚體有機(jī)質(zhì)和全氮含量較高，表明土壤大團(tuán)聚體對(duì)于土壤碳氮具有一定的富集保護(hù)作用[32]，新進(jìn)入到土壤中的有機(jī)質(zhì)首先會(huì)膠結(jié)在大團(tuán)聚體上，以免被微生物快速分解[33]。<0.25 mm粒徑微團(tuán)聚體速效鉀含量較其他粒徑團(tuán)聚體高，這可能是由于K+置換性較強(qiáng)[34]，可以將土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)中的多價(jià)陽離子置換出來，而K+不具有鍵橋的作用，從而使大團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)破裂為微團(tuán)聚體。綜上，NPK+RS和BBF+CM 2種培肥措施均可以提高黃泥田土壤養(yǎng)分含量，改善土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu),但是培肥改良效果以BBF+CM處理較優(yōu)，適合在該農(nóng)業(yè)區(qū)大面積推廣，值得注意的是，該培肥措施下適當(dāng)補(bǔ)施鉀肥是十分必要的。

3.2 水稻種植對(duì)于黃泥田水稻土團(tuán)聚體組成及穩(wěn)定性的影響

水稻種植期間，由于水分、溫度、田間施肥、除草等農(nóng)事操作會(huì)對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化及微生物活動(dòng)產(chǎn)生影響[35-37]，研究了水稻生育期內(nèi)土壤團(tuán)聚體組成及穩(wěn)定性變化規(guī)律，進(jìn)而探究人為干擾對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的影響。本研究發(fā)現(xiàn)，在水稻生育期內(nèi)黃泥田土壤結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯季節(jié)性變化，這與蔣勝競(jìng)等[38]的研究結(jié)果相似；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，在水稻生育期內(nèi)根際/非根際土壤結(jié)構(gòu)變化規(guī)律存在明顯差異。隨著水稻生育進(jìn)程的推進(jìn)，根際土壤>2.00 mm粒徑團(tuán)聚體所占比例逐漸增加，團(tuán)聚體穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)，在水稻成熟期根際土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性最強(qiáng)；而在水稻分蘗期非根際土壤>2.00 mm粒徑大團(tuán)聚體含量最高、穩(wěn)定性最強(qiáng)，之后土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性降低。這可能是由于在水稻分蘗期，根系活動(dòng)旺盛，對(duì)于根際土壤擠壓穿插作用明顯，導(dǎo)致土壤大團(tuán)聚體破碎，土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性較弱，隨著水稻的日漸成熟，根系生長(zhǎng)延伸變緩，根系所分泌的高分子黏質(zhì)多糖等分泌物逐漸累積在根際周圍[39-40]，對(duì)土壤顆粒的膠結(jié)作用明顯增強(qiáng)，土壤大團(tuán)聚體數(shù)量隨之升高，團(tuán)聚體穩(wěn)定性隨之增強(qiáng)。日常的施肥、除草等人為田間管理措施對(duì)于非根際土壤結(jié)構(gòu)的影響作用較根際土壤明顯，由于當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶習(xí)慣在水稻拔節(jié)期對(duì)稻田進(jìn)行曬田、除草、追肥等人為農(nóng)事操作，人為干擾因素導(dǎo)致非根際土壤大團(tuán)聚體破碎為微團(tuán)聚體，團(tuán)聚體穩(wěn)定性下降，耕層土壤可能會(huì)出現(xiàn)板結(jié)、持水通氣能力下降的現(xiàn)象，進(jìn)而影響水稻正常生長(zhǎng)。因此，進(jìn)行田間除草、施肥等農(nóng)事操作時(shí)不宜對(duì)土壤進(jìn)行大幅度人為擾動(dòng)，避免破壞耕層土壤結(jié)構(gòu)。

3.3 根際效應(yīng)對(duì)于黃泥田水稻土團(tuán)聚體組成及穩(wěn)定性的影響

根系作為植物正常生長(zhǎng)的支撐，保證了植物地上部的水分、養(yǎng)分的供應(yīng),同時(shí)由于根系具有獨(dú)特的生物學(xué)特征，增強(qiáng)了植物適應(yīng)生長(zhǎng)環(huán)境變化的能力[41]。植物根系的分泌物可以為微生物提供大量碳源和氮源[42]，這使得植物根系周圍存在大量的微生物種群，從而產(chǎn)生更多的多糖，進(jìn)一步促進(jìn)了土壤顆粒團(tuán)聚化作用。同時(shí)，植物根系正常活動(dòng)過程中對(duì)于周圍土體的纏繞、擠壓、穿插作用同樣會(huì)對(duì)土壤結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響[8]。本研究結(jié)果表明，在水稻分蘗期，不同施肥處理下非根際土壤>2.00 mm粒徑團(tuán)聚體所占比例及團(tuán)聚體MWD、GMD明顯高于根際土壤，這可能是由于在分蘗期水稻根系活動(dòng)旺盛，根系生長(zhǎng)時(shí)體積增大對(duì)周圍土體產(chǎn)生擠壓破碎作用，導(dǎo)致大團(tuán)聚體進(jìn)一步破碎、團(tuán)聚體穩(wěn)定性進(jìn)而降低；而在水稻拔節(jié)期和成熟期，根際土壤大團(tuán)聚體所占比例及MWD、GMD總體上高于非根際土壤，這是由于隨著水稻生育進(jìn)程的推進(jìn)，水稻根系活力逐漸下降，其生長(zhǎng)蔓延對(duì)于周圍土體的擠壓、穿插、破碎作用變?nèi)?，同時(shí)根系周圍積累了大量根系分泌物及組織脫落物[43]，多糖等根系分泌物促進(jìn)了土壤顆粒團(tuán)聚化，增加了土壤大顆粒團(tuán)聚體數(shù)量，提高了土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性。