酒鵑鵑 李永梅 王夢(mèng)雪 范茂攀

摘要：研究在坡耕地徑流小區(qū)開展，進(jìn)行為期3年的定位試驗(yàn)，設(shè)置裸地 （CK）、大豆單作 （DD）、玉米單作 （MM） 及玉米大豆間作 （MD） 4種處理，探究不同種植模式在不同生育期對(duì)土壤團(tuán)聚體分布及穩(wěn)定的影響。研究得出，土壤機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體（WSA）在不同時(shí)期的分布特征規(guī)律一致，均表現(xiàn)為大團(tuán)聚體占比最高，水穩(wěn)性團(tuán)聚體中微團(tuán)聚體占比要高于大團(tuán)聚體。不同時(shí)期內(nèi)間作模式在≥2.000 mm粒級(jí)團(tuán)聚體的占比高于其他種植模式;裸地占比高于單作;玉米單作隨著生育期的推進(jìn)逐漸高于大豆單作。土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性指標(biāo)在不同時(shí)期內(nèi)均表現(xiàn)為間作高于其他種植模式;裸地各項(xiàng)值與間作較為接近，高于單作;玉米單作在抽雄期與成熟期高于大豆單作。上述規(guī)律在0～10 cm土層表現(xiàn)較10～20 cm土層更為明顯。結(jié)果表明土壤團(tuán)聚體隨生育期穩(wěn)定性不斷增高，間作相對(duì)于其他種植模式在各個(gè)生育期均表現(xiàn)出相對(duì)優(yōu)勢(shì)，采用間作有利于改良土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤侵蝕。

關(guān)鍵詞：玉米;大豆;間作;紅壤;團(tuán)聚體;分布;穩(wěn)定性

中圖分類號(hào)：S513.06;S565.1.06;S152?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2021）22-0219-09

收稿日期：2021-03-01

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金（編號(hào)：41661063、41461059、4206070186）。

作者簡介：酒鵑鵑（1995—），女，山西晉城人，碩士研究生，研究方向?yàn)槠赂厮帘３?。E-mail：826102962@qq.com。

通信作者：范茂攀，博士，副教授，研究方向?yàn)槠碌厮帘３峙c持續(xù)利用。E-mail：mpfan@126.com。

土壤團(tuán)聚體是土壤的重要組成部分，其含量及穩(wěn)定性特征對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與肥力有著重要的影響[1]。團(tuán)聚體由土壤中的有機(jī)無機(jī)物質(zhì)膠結(jié)而成[2]，有機(jī)膠結(jié)物質(zhì)受土壤有機(jī)質(zhì)、微生物、根系分泌物等因素影響[3]，無機(jī)膠結(jié)物質(zhì)包括鐵鋁氧化物、氫氧化物、二氧化硅和碳酸鈣等[2]。何云峰等研究表明，紅壤中團(tuán)聚體的形成及粒徑分布與土壤中鐵、鋁氧化物關(guān)系密切[4]。除土壤自身的差異之外，團(tuán)聚體的形成還受到多種外力因素的影響，與土地有關(guān)的各種人為活動(dòng)都有可能成為其影響因素。而坡耕地土壤由于水土流失作用，徑流沖刷與土塊崩離都會(huì)對(duì)土壤團(tuán)聚體形成影響。方華軍等研究結(jié)果表明，土壤侵蝕會(huì)使土壤團(tuán)聚體遭到破壞，且更傾向于破壞水穩(wěn)性大團(tuán)聚體，土壤水穩(wěn)性大團(tuán)聚體隨著侵蝕強(qiáng)度增加而減少更為明顯[5]。

間作作為一種能夠改良水土的種植模式，其在提升地力、作物增產(chǎn)等方面均具有良好效益[6]。而對(duì)作物采用間作種植同時(shí)也會(huì)對(duì)土壤團(tuán)聚體的形成與穩(wěn)定性造成影響。鄧超等研究表明，間作模式會(huì)對(duì)大豆根際土的團(tuán)聚體產(chǎn)生影響，提高土壤團(tuán)聚體分形維數(shù)[7]。王婷等研究得出，間作能夠提高玉米根際的根系分泌物，而根系分泌物作為膠結(jié)物質(zhì)能夠使土壤與根系緊密接觸，有利于團(tuán)聚體的穩(wěn)定[8-9]。同時(shí)間作能夠明顯提高土壤中微生物的含量，微生物分泌的多糖等有機(jī)產(chǎn)物，有利于團(tuán)聚體形成[10-11]。目前針對(duì)間作對(duì)土壤團(tuán)聚體的研究已有很多，研究結(jié)果均表明間作會(huì)對(duì)土壤團(tuán)聚體形成影響，但對(duì)于作物生育期內(nèi)團(tuán)聚體的變化情況研究較少，本研究對(duì)不同種植模式下作物各生育期土壤團(tuán)聚體的分布與穩(wěn)定性進(jìn)行研究，嘗試探討團(tuán)聚體的時(shí)期變化特征，以期為間作治理坡耕地水土流失提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019年5—10月在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)農(nóng)場徑流小區(qū)進(jìn)行。試驗(yàn)地點(diǎn)的中心地理坐標(biāo)為25°08′18″N、102°45′58″E，海拔為1 950 m，坡向?yàn)楸逼?7°，屬于低緯度亞熱帶-高原季風(fēng)氣候，干冷同期，雨熱同季，試驗(yàn)小區(qū)土壤為輕紅黏土，連續(xù)3年進(jìn)行玉米大豆單作與間作種植，土壤有機(jī)質(zhì)含量為33.2 g/kg，pH值為6.1，堿解氮含量為 123.8 mg/kg，速效磷含量為15.0 mg/kg，速效鉀含量為121.3 mg/kg。

1.2 供試作物

采用云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所培育的云瑞6號(hào)玉米、滇豆7號(hào)大豆為供試作物。玉米生育期為120 d左右，大豆生育期為132 d左右。施用肥料為尿素、農(nóng)用硫酸鉀、過磷酸鈣。玉米、大豆于2020年5月28日播種，土壤采樣分別于玉米的拔節(jié)期（7月12日）和抽雄期（8月29日）進(jìn)行，10月30日進(jìn)行成熟期采樣以及作物收獲。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 小區(qū)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)點(diǎn)共設(shè)計(jì)12個(gè)徑流小區(qū)，各小區(qū)間用鋁塑板分隔，防止小區(qū)外的徑流流入。每個(gè)小區(qū)下部有導(dǎo)流槽和沉沙池，池內(nèi)有1個(gè)容量為50 L的水桶用于收集徑流和泥沙。試驗(yàn)處理為玉米單作（MM）、大豆單作（DD）、玉米大豆間作（MD）和裸地（CK），重復(fù)3次。

1.3.2 種植規(guī)格 采用沿等高線常規(guī)種植。玉米單作采用寬窄行種植，大行距為80 cm，小行距為 40 cm，株距為25 cm，種植密度為66 800株/hm2;大豆單作采用等行種植，行距60 cm，株距25 cm，種植密度133 600株/hm2;玉米大豆間作采用1 ∶1模式種植，玉米與玉米之間的行距是40 cm，大豆與大豆之間的行距是40 cm，玉米與大豆之間的行距是50 cm，株距均為30 cm，間作時(shí)玉米的種植密度為 37 296株/hm2;大豆的種植密度為73 926株/hm2。玉米每穴播種2粒，大豆每穴播種4粒，定植后玉米每穴留1株，大豆每穴留2株。

1.3.3 施肥與田間管理 玉米施 N 250 kg/hm2、P2O5 120 kg/hm2、K2O 120 kg/hm2，氮肥分基肥、小喇叭口期追肥和大喇叭口期追肥3次施入，分別占總施入氮肥量的35%、30%、35%，磷肥和鉀肥都作為基肥施入耕地。大豆總共施純N 120 kg/hm2、P2O5 240 kg/hm2、K2O 180 kg/hm2，均一次性作為基肥施用。單間作處理按照不同種植密度計(jì)算之后進(jìn)行施肥。各處理的田間管理措施一致。

1.4 指標(biāo)測定

1.4.1 土壤團(tuán)聚體的測定 土壤樣品在作物的成熟期進(jìn)行采集，每個(gè)小區(qū)按“S”形選取4～5個(gè)點(diǎn)采樣，采0～20 cm土層的土壤，盡量避免擠壓，以保持原狀土壤結(jié)構(gòu)。混合均勻后按四分法保留1 kg左右，經(jīng)自然風(fēng)干。

干篩法：帶回實(shí)驗(yàn)室的土壤樣品在室內(nèi)風(fēng)干后，置于套篩 （孔徑依次為0.106、0.250、0.500、1.000、2.000 mm） 頂部，安裝底盒和篩蓋后，以左右振幅為10 cm、頻率為150次/min振蕩2 min。對(duì)各粒級(jí)機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體稱質(zhì)量，然后計(jì)算其質(zhì)量百分含量，并按各粒級(jí)質(zhì)量比收集50 g混合土樣。

濕篩法：將50 g混合土樣放置于團(tuán)聚體分析儀中，保證水沒過2 mm篩底部，且振動(dòng)時(shí)不沒過其頂部，以上下振幅為3 cm浸泡5 min，然后以頻率為 30次/min 分析5 min后將各粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體（WSA）沖入鋁盒中，60 ℃烘干稱質(zhì)量，計(jì)算各粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體質(zhì)量百分含量。

團(tuán)聚體測定之后進(jìn)行粒級(jí)平均質(zhì)量直徑（MWD）、幾何平均直徑（GMD）、>0.25 mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量（R0.25）和團(tuán)聚體破壞率（PAD） 等相關(guān)指標(biāo)的計(jì)算。

MWD=∑ni=1xiwi;

GMD=exp（∑ni=1wilnxi）（∑ni=1wi）。

式中：xi為各粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體平均直徑，mm;wi為各粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，%;n表示水穩(wěn)性團(tuán)聚體粒級(jí)分級(jí)數(shù)量。

R0.25=Mr>0.25MT。

式中：Mr>0.25為粒級(jí)>0.25 mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體質(zhì)量，g;MT為水穩(wěn)性團(tuán)聚體總質(zhì)量，g。

PAD=md0.25-mw0.25md0.25×100%。

式中：md0.25為>0.25 mm機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體質(zhì)量，g;mw0.25為>0.25 mm水穩(wěn)定性團(tuán)聚體質(zhì)量，g。

1.5 數(shù)據(jù)處理

本試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)用Excel 2010進(jìn)行整理和初步分析，用SPSS 25.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用單因素方差分析Duncans多重比較法檢驗(yàn)差異顯著性，各指標(biāo)間的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植模式中土壤團(tuán)聚體粒徑分布特征

2.1.1 不同種植模式中土壤機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體粒徑分布特征

土壤團(tuán)聚體的粒徑分布是代表土壤團(tuán)聚狀況的指標(biāo)。由圖1可知，在拔節(jié)期，0～10 cm土層和10～20 cm土層中土壤機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體相對(duì)含量均總體表現(xiàn)出隨著粒徑減小而下降的趨勢(shì)，≥2.000 mm粒徑中團(tuán)聚體相對(duì)含量最高，在0～10 cm 土層中接近于40%，而在10～20 cm土層中接近60%。在0～10 cm土層中，不同種植模式影響下的各粒級(jí)團(tuán)聚體相對(duì)含量沒有表現(xiàn)出明顯的規(guī)律變化，間作對(duì)團(tuán)聚體的影響在≥2.000 mm與 1.000～<2.000 mm 2個(gè)粒級(jí)中表現(xiàn)出相對(duì)的優(yōu)勢(shì);DD土壤團(tuán)聚體含量在≥2.000 mm粒級(jí)顯著高于其他種植模式;而MM對(duì)團(tuán)聚體的影響在小粒級(jí)團(tuán)聚體中表現(xiàn)更為明顯，如0.250～<0.500 mm、0.106～<0.250 mm、<0.106 mm粒級(jí)中MM團(tuán)聚體相對(duì)含量均高于MD與DD，且在0.106～<0.250 mm 粒級(jí)中達(dá)到了顯著性差異。在10～20 cm 土層中，不同種植模式對(duì)各個(gè)粒級(jí)團(tuán)聚體分布的影響也不盡相同，間作在 ≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm 粒級(jí)中團(tuán)聚體含量高于MM、DD;CK在≥2.000 mm粒級(jí)中團(tuán)聚體相對(duì)含量最高;DD在 ≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm粒級(jí)中團(tuán)聚體含量顯著高于MM;而MM在<1.000 mm的各粒級(jí)中（除<0.106 mm粒級(jí)外）團(tuán)聚體含量高于DD，且達(dá)到了顯著性差異水平。

由圖2可知，抽雄期土壤機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體在不同土層內(nèi)的變化規(guī)律與拔節(jié)期一致，在≥2.000 mm粒級(jí)內(nèi)為最大值，隨著粒級(jí)的減小呈遞減趨勢(shì);且≥2.000 mm粒級(jí)中10～20 cm土層內(nèi)各個(gè)種植模式的團(tuán)聚體相對(duì)含量均高于0～10 cm土層，與拔節(jié)期表現(xiàn)一致。0～10 cm土層內(nèi)，MD在≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm粒級(jí)團(tuán)聚體相對(duì)含量高于其他種植模式，且在≥2.000mm粒級(jí)中達(dá)到顯著差異水平（與CK除外）;CK在≥2.000 mm粒級(jí)中顯著高于DD、MM;MM在≥2.000 mm粒級(jí)中團(tuán)聚體相對(duì)含量顯著高于DD;DD在<2.000 mm的各粒級(jí)團(tuán)聚體中相對(duì)含量均高于MM。10～20 cm土層內(nèi)，≥2.000 mm 粒級(jí)團(tuán)聚體相對(duì)含量為CK>MD>MM>DD，CK與MD均顯著高于DD與MM;1.000～<2.000 mm 粒級(jí)中間作顯著高于單作與裸地，裸地顯著高于單作，而DD與MM無顯著差異;DD團(tuán)聚體相對(duì)含量在0.500～<1.000 mm、0.250～<0.500 mm、0.106～<0.250 mm粒級(jí)中高于MM，在1.000～<2.000 mm、<0.106 mm中無明顯差異。

由圖3可知，在作物成熟期，團(tuán)聚體在粒徑內(nèi)的分布情況與拔節(jié)期、抽雄期規(guī)律一致，在≥2.000 mm粒級(jí)內(nèi)相對(duì)含量最高。在0～10 cm土層內(nèi)，≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm粒級(jí)內(nèi)團(tuán)聚體相對(duì)含量分布為MD>MM>DD>CK;DD在 0.500～<1.000 mm粒級(jí)中高于MM;其他粒級(jí)內(nèi)單作大豆與玉米含量均較為接近，未達(dá)到顯著差異。10～20 cm 土層內(nèi)，≥2.000 mm團(tuán)聚體粒級(jí)分布為 CK>MD>DD>MM;1.000～<2.000 mm粒級(jí)中DD團(tuán)聚體相對(duì)含量顯著高于MM;0.500～<1.000 mm粒級(jí)中MM顯著高于DD;0.250～<0.500 mm粒級(jí)中間作團(tuán)聚體相對(duì)含量高于其他種植模式;在 <0.250 mm 各粒級(jí)中，不同種植模式間粒級(jí)相對(duì)含量均未形成顯著差異。

2.1.2 不同種植模式中土壤水穩(wěn)定性團(tuán)聚體粒級(jí)分布特征

團(tuán)聚體的水穩(wěn)性特征相較機(jī)械穩(wěn)定性而言，更加能夠代表土壤的團(tuán)聚狀況好壞。由圖4可知，在0～10 cm土層中，團(tuán)聚體的相對(duì)含量隨著粒級(jí)減小呈增大趨勢(shì);但這種趨勢(shì)在10～20 cm土層中表現(xiàn)并不明顯，10～20 cm土層中團(tuán)聚體主要分布在<1.000 mm各粒級(jí)之中。0～10 cm土層中，各個(gè)粒級(jí)中不同種植模式的團(tuán)聚體相對(duì)含量均未達(dá)到顯著性差異;間作在≥2.000 mm粒級(jí)內(nèi)團(tuán)聚體相對(duì)含量高于其他種植模式;DD在≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm、0.106～<0.250 mm? 3個(gè)粒徑中表現(xiàn)高于MM;MM在0.500～<1.000 mm、0.250～<0.500 mm、<0.106 mm粒級(jí)中高于DD。10～20 mm 土層中，MD在≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm、0.250～<0.500 mm粒級(jí)高于單作與裸地;≥2.000 mm、0.106～<0.250 mm、<0.106 mm 粒級(jí)中DD團(tuán)聚體相對(duì)含量高于MM;1.000～<2.000 mm、0.500～<1.000 mm、0.250～<0.500 mm粒級(jí)中MM高于DD。

由圖5可知，在抽雄期0～10 cm土層中，<0.106 mm 粒級(jí)中團(tuán)聚體相對(duì)含量整體高于其他粒級(jí)，在10～20 cm土層中，<0.500 mm的小粒徑內(nèi)團(tuán)聚體相對(duì)含量整體要高于>0.500 mm的大粒級(jí)。0～10 cm 土層內(nèi)，間作模式下的團(tuán)聚體含量在≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm要高于其他種植模式;MM在≥2.000 mm粒級(jí)內(nèi)高于DD;DD在0.250～<0.500 mm、0.106～<0.250 mm、<0.106 mm 粒級(jí)中高于MM;CK在0.250～<0.500 mm、<0.106 mm中高于其他種植模式。10～20 cm土層內(nèi)，MD在≥2.000 mm，1.000～<2.000 mm、<0.106 mm粒級(jí)中團(tuán)聚體相對(duì)含量高于其他種植模式;MM在≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm 粒級(jí)中高于DD;DD在 <1.000 mm 的各個(gè)粒級(jí)中團(tuán)聚體含量高于MM;0.250～<0.500 mm粒級(jí)中CK團(tuán)聚體含量高于其他種植模式。

由圖6可知，在作物成熟期的0～10 cm土層中，水穩(wěn)性團(tuán)聚體相對(duì)含量在≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm、0.500～<1.000 mm粒級(jí)表現(xiàn)為逐漸升高的趨勢(shì)，在0.250～<0.500 mm、0.106～<0.250 mm、<0.106 mm粒級(jí)總體呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì);10～20 cm土層的團(tuán)聚體含量變化趨勢(shì)與 0～10 cm土層表現(xiàn)一致。在0～10 cm土層中，MD在≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm、0.250～<0.500 mm、<0.106 mm粒級(jí)團(tuán)聚體相對(duì)含量均高于其他種植模式;MM在≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm、0.250～<0.500 mm粒級(jí)中表現(xiàn)高于DD;DD在0.106～<0.250 mm、<0.106 mm粒級(jí)團(tuán)聚體中相對(duì)含量高于MM;CK在0.106～<0.250 mm 粒級(jí)中表現(xiàn)高于其他種植模式。10～20 cm 土層中，在≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm、0.500～<1.000 mm粒級(jí)中間作團(tuán)聚體相對(duì)含量要高于其他種植模式;MM在≥2.000 mm、1.000～<2.000 mm粒級(jí)中團(tuán)聚體相對(duì)含量高于DD;DD在0.500～<1.000 mm、0.250～<0.500 mm、0.106～<0.250 mm、<0.106 mm粒級(jí)中高于MM。

2.2 不同種植模式對(duì)團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響

2.2.1 不同種植模式對(duì)團(tuán)聚體機(jī)械穩(wěn)定性特征值的影響

由表1可知，在0～10 cm土層中，CK、MM、MD處理下團(tuán)聚體的MWD、GMD、R0.25隨著生育期的推進(jìn)呈現(xiàn)逐步增長的趨勢(shì)，在成熟期達(dá)到最大值，DD處理呈現(xiàn)先降后升的趨勢(shì)，且成熟期的機(jī)械穩(wěn)定性指標(biāo)顯著高于拔節(jié)期。干篩條件下MD處理在3個(gè)生育期的團(tuán)聚體MWD整體均高于其他種植模式，在抽雄期與其他種植模式差異顯著，分別比CK、MM、DD提高1.52%、12.61%、16.52%;DD在拔節(jié)期MWD值高于MM;而MM在抽雄期與成熟期則高于DD，分別提高了3.48%、0.68%。間作處理的團(tuán)聚體GMD在拔節(jié)期與抽雄期高于MM、DD，在抽雄期顯著高于MM、DD，分別提高13.48%、23.17%;CK處理下團(tuán)聚體GMD在拔節(jié)期顯著高于其他種植模式，隨著生育期推進(jìn)逐漸低于其他處理，在成熟期顯著低于其他處理;DD在拔節(jié)期顯著高于MM，在抽雄期顯著低于MM。MD處理在拔節(jié)期與成熟期R0.25整體高于其他種植模式;CK在抽雄期高于其他處理;DD處理在拔節(jié)期顯著高于MM， 而在抽雄期則顯著低于MM， 在成熟期DD與

MM差異不顯著。

在10～20 cm土層中，CK、DD、MD處理下團(tuán)聚體MWD、GMD值在不同生育期大體表現(xiàn)為成熟期>拔節(jié)期>抽雄期，隨著生育期的推進(jìn)呈現(xiàn)先降后升的變化趨勢(shì)，而MM呈現(xiàn)不斷升高的趨勢(shì)。DD、MM、MD處理下團(tuán)聚體R0.25值為成熟期>拔節(jié)期>抽雄期，其中成熟期明顯高于其他2個(gè)時(shí)期，CK處理呈現(xiàn)不斷升高趨勢(shì)，成熟期達(dá)到最高值，分別比拔節(jié)期與抽雄期提高8.23%、6.25%。在拔節(jié)期，MD處理團(tuán)聚體MWD高于其他處理，相較DD、MM分別顯著提高7.86%、22.76%，成熟期MD比DD、MM分別顯著提高3.29%、6.80%;CK處理在抽雄期與成熟期均高于其他種植模式;DD在拔節(jié)期與成熟期均顯著高于MM;MM在抽雄期顯著高于DD。MD處理下團(tuán)聚體GMD在拔節(jié)期高于裸地與單作，且顯著高于DD、MM;CK處理下GMD在抽雄期與成熟期均為最高，且在抽雄期與其他處理差異顯著;DD處理在拔節(jié)期與成熟期均顯著高于MM;MM在抽雄期高于DD，但未達(dá)到顯著差異水平。間作處理在拔節(jié)期、抽雄期與成熟期均高于其他處理，部分達(dá)到顯著性差異水平;DD處理在3個(gè)生育期團(tuán)聚體R0.25均高于MM。

2.2.2 不同種植模式對(duì)團(tuán)聚體水穩(wěn)定性特征值的影響

由表2可知，在0～10 cm土層內(nèi)，CK、DD、MM、MD 4種處理在3個(gè)生育期的團(tuán)聚體MWD、GMD、R0.25值均表現(xiàn)為抽雄期>成熟期>拔節(jié)期，其中抽雄期的團(tuán)聚體水穩(wěn)定性高于其他2個(gè)時(shí)期。MD處理下的水穩(wěn)性團(tuán)聚體MWD在3個(gè)生育期均高于其他種植模式，其中在抽雄期達(dá)到最高值，分別比DD、MM提高20.29%、5.06%;DD相比MM來說，在拔節(jié)期表現(xiàn)出一定優(yōu)勢(shì)，提高了10.91%;MM隨著生育期的推進(jìn)，團(tuán)聚體MWD值逐漸高于DD，在抽雄期與成熟期分別比DD高出14.49%、10.77%。團(tuán)聚體GMD值在不同生育期內(nèi)均以MD最高，間作在拔節(jié)期分別比DD、MM單作高出8.11%、17.65%，在其他生育期各個(gè)種植模式均未達(dá)到顯著差異;DD在拔節(jié)期團(tuán)聚體GMD高于MM;MM處理在抽雄期與成熟期高于DD。MD模式下團(tuán)聚體R0.25值與MWD、GMD表現(xiàn)一致，均高于其他種植模式;DD處理在拔節(jié)期團(tuán)聚體R0.25高于MM;MM在抽雄期比DD顯著提高11.17%，在成熟期略高于DD，但差異不顯著。

10～20 cm土層內(nèi)，不同種植模式下團(tuán)聚體水穩(wěn)性特征值隨生育期的推進(jìn)表現(xiàn)先降后升的變化趨勢(shì)，為成熟期>拔節(jié)期>抽雄期，成熟期的各項(xiàng)指標(biāo)為最大值，高于其他2個(gè)時(shí)期。在團(tuán)聚體WMD指標(biāo)中，間作在各個(gè)生育期都高于其他種植模式，其優(yōu)勢(shì)在拔節(jié)期與成熟期表現(xiàn)最為明顯，尤其在成熟期分別比CK、DD、MM提高了16.00%、11.54%、7.41%;DD處理在3個(gè)生育期均低于MM，分別比MM降低了4.11%、4.62%、3.70%;團(tuán)聚體GMD指標(biāo)間作的表現(xiàn)與WMD一致，間作在不同生育期內(nèi)均高于其他種植模式，在拔節(jié)期比DD顯著提高16.28%，在成熟期比DD顯著提高22.22%;DD與MM處理在不同生育期內(nèi)的變化趨勢(shì)也同WMD指標(biāo)表現(xiàn)一致，均為MM>DD，且在成熟期差異顯著，玉米單作較大豆顯著提高17.78%;在團(tuán)聚體R0.25指標(biāo)中，MD在拔節(jié)期高于其他處理，在抽雄期與成熟期顯著高于DD;CK在抽雄期內(nèi)表現(xiàn)高于其他種植模式，且較DD、MM顯著提高6.24%、5.50%;MM處理在不同生育期內(nèi)均高于DD，且在拔節(jié)期與成熟期R0.25值與MD處理接近，較DD提高13.15%、17.38%。

2.2.3 不同種植模式對(duì)團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)破壞率的影響

由表3可知，0～10 cm土層中，不同種植模式在不同生育期的團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)破壞率（PAD）值表現(xiàn)為拔節(jié)期>成熟期>抽雄期;在抽雄期為最低值，表明抽雄期土壤的團(tuán)聚狀況最好，破壞率最低。在拔節(jié)期，間作處理下PAD值均低于其他種植模式，相較DD、MM顯著降低5.82%、10.66%;CK處理PAD值顯著低于DD、MM;MM顯著高于DD。在抽雄期，PAD值排序?yàn)镈D>MM>CK>MD，MD處理顯著低于其他種植模式，分別比CK、DD、MM降低26.14%、42.04%、27.80%。成熟期MD與MM處理顯著低于CK與DD;間作處理低于其他3種種植模式，MM顯著低于DD。

10～20 cm土層中，4種處理下PAD指標(biāo)均隨著生育期的推進(jìn)呈現(xiàn)不斷升高的趨勢(shì)，表現(xiàn)為拔節(jié)期<抽雄期<成熟期。拔節(jié)期間作處理PAD值均低于其他種植模式;DD處理為最大值，顯著高于其他種植模式。抽雄期MD為最小值，較DD處理顯著降低20.41%，較MM降低5.81%;MM較DD顯著降低15.51%。成熟期DD處理PAD值在4種處理中為最高，顯著高于其他3種模式;CK處理下PAD值明顯低于其他處理，為最小值;MM與MD處理PAD值較為接近，均顯著低于DD。

3 討論與結(jié)論

3.1 不同種植模式對(duì)土壤團(tuán)聚體分布的影響

土壤團(tuán)聚體是反映土壤結(jié)構(gòu)狀況的基本單元，土壤團(tuán)聚體的形成穩(wěn)定性對(duì)土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)都有著重要的影響，研究表明團(tuán)聚體的穩(wěn)定性對(duì)于土壤侵蝕的減少有著重要作用，其中，水穩(wěn)性團(tuán)聚體的百分含量是最重要的土壤性質(zhì)，與土壤可蝕性密切相關(guān)[12]。土壤團(tuán)聚體的形成和穩(wěn)定過程是十分復(fù)雜的，不僅受自然條件的影響，而且還受到人為活動(dòng)的嚴(yán)重影響，影響土壤團(tuán)聚體形成穩(wěn)定性的主要因子有土壤有機(jī)質(zhì)、土壤微生物、植物根系、土地利用方式變化和土地管理措施變化等[13]。土地利用方式的改變，耕作方式的干擾等均會(huì)對(duì)土壤團(tuán)聚體形成影響。土地利用方式的改變，會(huì)對(duì)土壤孔隙度、土壤密度、土壤容重、土壤滲水性等性質(zhì)產(chǎn)生影響，從而影響團(tuán)聚體的形成與穩(wěn)定性[14-15]。耕作措施會(huì)對(duì)土壤表層造成擾動(dòng)，改變土壤內(nèi)環(huán)境，耕作強(qiáng)度增加可促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)周轉(zhuǎn)，減少土壤團(tuán)聚作用的發(fā)生[16-17]。邱曉蕾等的研究表明，種植模式的改變也會(huì)對(duì)土壤團(tuán)聚體產(chǎn)生影響，有機(jī)種植較常規(guī)種植增加了土壤中<0.25 mm的微團(tuán)聚體，增加了土壤有機(jī)碳含量，促進(jìn)了土壤的團(tuán)聚作用[18]。本研究中不同種植模式的改變對(duì)土壤團(tuán)聚體分布產(chǎn)生了不同的影響，且在作物不同生育期表現(xiàn)均有差異。從不同生育期來看，隨著生育期的推進(jìn)，機(jī)械穩(wěn)定性大團(tuán)聚體的占比越來越高，這與團(tuán)聚體的形成機(jī)制關(guān)系密切。作物在生長后期根系越來越發(fā)達(dá)，而大團(tuán)聚體的穩(wěn)定性在很大程度上取決于植物根系和菌絲[19-20]，同時(shí)大量的根系分泌物更加有利于微生物的生長活動(dòng)，微生物產(chǎn)生的多糖是促進(jìn)團(tuán)聚體形成的順變性膠結(jié)劑[3]。而水穩(wěn)性團(tuán)聚體在不同生育期均表現(xiàn)為微團(tuán)聚體的百分比含量要高于大團(tuán)聚體，且這種表現(xiàn)在0～10 cm土層比10～20 cm土層明顯。在作物生長發(fā)育過程中，要進(jìn)行不同的土壤耕作管理措施，許多研究表明不同土壤管理措施會(huì)對(duì)土壤團(tuán)聚體的分布形成影響[21]，這種影響在人為活動(dòng)更加劇烈的土壤表層表現(xiàn)的更加明顯。在團(tuán)聚體不同粒級(jí)中，間作對(duì)土壤團(tuán)聚體形成的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在>2.000 mm粒級(jí)團(tuán)聚體中，其機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體與水穩(wěn)性團(tuán)聚體的百分比含量均高于裸地與單作。作物間作有利于土壤有機(jī)碳的積累[22]，而土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體的形成，必須依賴于土壤中的有機(jī)物質(zhì)，Zhang等對(duì)水穩(wěn)定性團(tuán)聚體的研究表明，紅壤水穩(wěn)定性大團(tuán)聚體的形成主要依靠有機(jī)質(zhì)的膠結(jié)作用[23]。 裸地模式下的土壤機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體在大團(tuán)聚體中的百分比含量要高于單作，可能是由于裸地未種植作物，因此沒有土壤管理措施對(duì)土壤進(jìn)行擾動(dòng)，使其大團(tuán)聚體含量較高。研究表明耕作會(huì)加速土壤有機(jī)質(zhì)周轉(zhuǎn)速率，減少土壤內(nèi)有機(jī)質(zhì)含量，不利于團(tuán)聚體形成[24]。玉米單作與大豆單作相比，隨著生育期的推進(jìn)，玉米大團(tuán)聚體的含量逐漸高于大豆單作，這可能是由于玉米不斷發(fā)達(dá)的根系導(dǎo)致，研究表明玉米的根系分泌物能夠增加大團(tuán)聚體的穩(wěn)定性[25]，致使大團(tuán)聚體占比升高。

3.2 不同種植模式對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響

種植模式的改變對(duì)土壤團(tuán)聚體分布產(chǎn)生影響的同時(shí)，也對(duì)團(tuán)聚體的穩(wěn)定性產(chǎn)生了影響，團(tuán)聚體的形成與穩(wěn)定實(shí)際是一個(gè)不可分割的過程。在土地上進(jìn)行耕作等一系列人為活動(dòng)時(shí)，不可避免地會(huì)破壞大團(tuán)聚體[26-27]，而在生長過程中作物根系的生長發(fā)育、微生物的活動(dòng)、有機(jī)物質(zhì)的輸入等都會(huì)促使土壤團(tuán)聚體的形成與穩(wěn)定性。本研究中土壤機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體表現(xiàn)為隨著生育期推進(jìn)不斷升高的趨勢(shì)，這可能是由于隨著作物的不斷生長，根系不斷發(fā)達(dá)，分泌出更多的根系分泌物，作為臨時(shí)性膠結(jié)劑促進(jìn)團(tuán)聚體的形成與穩(wěn)定性，且根系在土壤中的穿插擠壓作用也能夠?qū)F(tuán)聚體產(chǎn)生影響[28]。而水穩(wěn)性團(tuán)聚體的各項(xiàng)穩(wěn)定性指標(biāo)在抽雄期達(dá)到最大，而成熟期有所下降。這可能是由于在作物生長過程中，微生物數(shù)量在抽雄期達(dá)到最大，而在成熟期下降的原因。許多研究均已表明在作物生育期內(nèi)微生物數(shù)量在抽雄期為最大值[29-30]。在不同生育期內(nèi)，間作模式相對(duì)于其他種植模式土壤團(tuán)聚體的MWD、GMD、R0.25、PAD值均表現(xiàn)出一定優(yōu)勢(shì)，表明間作能夠促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定。這可能與間作能夠增加土壤有機(jī)質(zhì)與微生物量含量有關(guān)[31]。裸地與單作在團(tuán)聚體穩(wěn)定性的規(guī)律表現(xiàn)與團(tuán)聚體分布一致，裸地相較于單作表現(xiàn)出一定優(yōu)勢(shì)，而玉米單作隨著作物生長團(tuán)聚體穩(wěn)定性各項(xiàng)指標(biāo)值逐漸高于大豆單作。

土壤團(tuán)聚體在作物不同生育期內(nèi)的分布與穩(wěn)定性有所不同。隨著生育期的增長，作物根系不斷發(fā)達(dá)、土壤微生物活動(dòng)的增強(qiáng)等因素導(dǎo)致團(tuán)聚體粒級(jí)分布發(fā)生改變，但從總體來看不同時(shí)期內(nèi)機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體均以≥2.000 mm粒級(jí)團(tuán)聚體占比最高，水穩(wěn)性團(tuán)聚體則主要集中在<0.250 mm粒級(jí)。不同時(shí)期內(nèi)間作相對(duì)其他種植模式的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在≥2.000 mm粒級(jí)團(tuán)聚體內(nèi)，該粒級(jí)內(nèi)百分比含量主要表現(xiàn)為間作>裸地>單作。團(tuán)聚體穩(wěn)定性也隨生育期不斷增強(qiáng)，但水穩(wěn)性團(tuán)聚體在成熟期穩(wěn)定性較抽雄期有所下降，主要是由于土壤中微生物數(shù)量降低導(dǎo)致。不同種植模式下，間作在各時(shí)期均表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)，尤其是0～10 cm土層下PAD值在抽雄期分別比CK、DD、MM顯著降低了26.14%、42.04%、27.80%。種植模式對(duì)土壤團(tuán)聚體的干擾在0～10 cm土層表現(xiàn)更為強(qiáng)烈，10～20 cm土層相較表層土規(guī)律變化不明顯。

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