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不同保护性耕作对土壤有机质的影响
朱海媛
甘肃农业大学资源与环境学院，甘肃兰州 (730070)
E-mail：ppleyuan@163.com
摘 要：本文通过对不同耕作方式下土壤有机质含量的研究，分析了土壤有机质含量的分布以及耕作方式对土壤有机质含量的影响。结果表明不论哪种耕作方式，土壤中有机质的含量都随土层自上向下呈现递减的趋势，表现出上肥下瘦的特点；免耕秸秆覆盖(NTS)处理中有机质含量在表层土壤0-5cm处富集；三种保护性耕作处理均和传统耕作有机质含量表现差异显著。
关键词：土壤 有机质 保护性耕作
1．引言
土壤有机质是土壤的重要组成部分,土壤的物理、化学、生物等许多属性都直接或间接地与有机质的存在有关。同时,土壤有机质作为土壤肥力的重要标志之一,在土壤的发生、分类和农业土壤肥力等方面的研究中,土壤有机质的组成、性质和有机碳、氮的转化一直受到人们的重视。国外对土壤有机质的研究极为活跃,主要集中在有机质的性质、生化分析、有机质稳定性等方面的研究[1-4]。我国对水平地带性土壤和耕作土壤的有机质组成和性质研究较多[5]。近年来,山地土壤有机质的研究略见报道[6-8],主要集中在有机碳、HA、FA、HA的光密度以及土壤有机质矿质复合体及其结合形态等方面的研究。本文通过对不同保护性耕作处理下土壤有机质的含量的测定，分析了土壤有机质在土壤中的分布以及不同处理对有机质含量的影响。
2．材料与方法
2.1 试区概况
试验于2001—2007年在甘肃农业大学旱农实验站(陇中黄土高原半干旱丘陵沟壑区的定西李家堡乡麻子川村)进行。试区属中温带偏旱区，海拔2000m，年均太阳辐射141.6kcal/cm2，日照时数2476.6Hr，年均气温6.4℃，≥0℃积温2933.5℃，≥10℃积温2239.1℃；无霜期140d。多年平均降水415.2mm，年蒸发量1531mm，干燥度2.53，80%保证率的降水量为365mm，变异系数为24.3%，为典型的雨养农业区。土壤为典型的黄绵土，土质绵软，土层深厚，质地均匀，储水性能良好；0～200cm土壤容重为1.17g/cm3，凋萎含水率7.3%，饱和含水率21.9%。
2.2 试验设计
本试验为双序列轮作，即小麦→豌豆(W/P)和豌豆→小麦(P/W)序列，其中各序列分别设4个处理，4次重复，小区面积4 m×20 m，随机区组排列。
T：传统耕作不覆盖，试验地在前茬收获后三耕两耱。前作收获后8月份进行第一次耕作，8月底和9月份分别进行第二、三次耕作，耕深依次为20、10、5 cm。9月份第三次耕作后耱一次，10月份冻结前再耱一次。
NT：免耕不覆盖,整个试验期免耕,不覆盖任何材料。
TS：传统耕作结合秸秆还田,试验地耕耱同T,在第一次耕作的同时将作物秸秆翻入。第一年(2001年)所有的小区都用铡过的麦草(6 750 kg/hm2)覆盖。第二年(2002年)开始,前茬作物
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收获后的所有秸秆还原小区,并随耕作均匀翻入土壤。
NTS：免耕秸秆覆盖,整个试验期免耕。从前作收获后至第二年整个生育期地面覆盖作物秸秆。第一年(2001年)所有的小区都用铡过的麦草(6750kg/hm2)。第二年(2002年)开始,前茬作物收获的所有秸秆还原小区,均匀覆盖地面。
2.3 供试材料
供试作物春小麦品种为定西35，播种量187.5kg/hm2；豌豆为绿农1号，播种量180kg/hm2。小麦各处理均施纯氮105kg/hm2，纯P2O5105kg/hm2；豌豆各处理均施纯氮20kg/hm2，纯P2O5105kg/hm2，所有肥料都作为基肥在播种时同时施入。
2.4 测定项目及方法
田间土样的采集分别在作物收割以后进行，土层深度分别是0～5cm、5cm～10cm、10cm～30cm、每个小区随机选五个点进行采样，有机质用重铬酸钾外加热法测定[9]，土壤颗粒组成用吸管法测定，容重和毛管孔隙用环刀法测定。供试土壤基本性质见表1。
表1 供试土壤的基本性质
Table 1 Basic property of the tested soils
粘粒 容重
Bulk density（g/cm3)
Clay（g/kg)
处理 Treatment NT
深度 0～5 5～10 10～30 0～5
毛管孔隙度 porosity（%)
Depth（cm）
1.27 65.63 22.32 1.23 92. 26.06 1.34 143.00 19.36 1.25 87.35 21.43 1.28 98.80 23.24 1.27 103.22 22.96 1.20 76.11 26.76 1.30 50.76 23.85 1.23 69.07 22.42 1.16 87.23 29.14 1.16 61.10 26. 1.24 72. 22.59
NTS 5～10 10～30 0～5
T 5～10 10～30 0～5
TS 5～10 10～30
3．结果分析
通过实验分析得出数据，采用spss13.0进行数据显著性分析得出表2、表3。
表2不同耕作方式对土壤有机质的影响（P-W序列） Table 2 Soil organic matter of different tillage treatments (P-W)
处理Treatments
土层 soil layer(cm)
0～5cm 5～10cm 10～30cm
NTS 19.93a 18.72a 17.62a
TS 19.25ab 18.12ab 17.51ab NT 19.72a 18.78a 17.33b T 18.75b 17.49b 17.30b
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不同耕作方式对土壤有机质的影响（P-W序列)21201918171615有机质含量(g/kg)aaaabababaabbbb0-5cm5-10cm10-30cmNTSTS处理NTT
图1不同耕作方式对土壤有机质的影响（P-W序列） Fig1 Soil organic matter of different tillage treatments (P-W)
表3不同耕作方式对土壤有机质的影响（W-P序列） Table 3 Soil organic matter of different tillage treatments(W-P)
土层 soil layer(cm) 处理 Treatments
0～5cm 5～10cm 10～30cm
NTS 19.30a 17.32b 16.14b
TS 19.17a 18.38a 17.75a NT 16.48b 16.30c 15.66b T 15.63b 15.45b 15.26b *同一列中的小写字母代表不同处理之间表现LSD0.05显著差异
不同耕作方式对土壤有机质的影响（W-P序列)2520151050有机质含量(g/kg)abbaabcbbbb0-5cm5-10cm10-30cmNTSTS处理NTT
图2不同耕作方式对土壤有机质的影响（W-P序列） Fig2 Soil organic matter of different tillage treatments(W-P)
试验研究结果表明：不论哪种处理方式，土壤中有机质的含量都呈现随土层从上到下递减的情况，表现出上肥下瘦的特点，所不同的是：免耕秸秆覆盖（NTS）中的有机质主要积累于土壤表层0-5cm处，在P-W序列中分别比T﹑NT和TS增加了1.18g/kg，0.21g/kg和0.68g/kg，在W-P序列中分别比T﹑NT和TS增加了3.67g/kg，2.82g/kg和0.13g/kg，出现了表层富集现象，随着深度的增加，有机质的含量的下降较传统耕作幅度大，原因主要在于，在土壤表层0-5cm传统耕作（T）由于土壤大量地受到扰动，团聚体被破坏，通气性增加，微生物的活动显著加强，使得土壤中的有机物的矿化分解作用比免耕秸秆覆盖（NTS）强烈，同时土壤的有机质又得不到外界及时的补充，而免耕秸秆覆盖（NTS）则由于没有经过翻耕，秸秆和凋落物几乎全部集中在0—5cm范围中；而对于土壤整个0—30cm层次来说，传统耕作（T）中的有机质的含量由于翻耕在土壤0—30cm中分布较为平均，因此，有机质在土壤中
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出现分层现象是保护性耕作中最重要的特点之一。
4．结论与讨论
4.1不论哪种处理方式，土壤中有机质的含量都呈现随土层从上到下递减的情况，表现出上肥下瘦的特点。有机质的分布呈现分层现象。
4.2W—P种植模式下免耕秸秆覆盖(NTS)和传统耕作加秸秆覆盖处理(TS)在表层土壤(0-5cm)
处与其它两种处理方式下有机质含量呈现差异显著性，推广此两种耕作方式有助于提高土壤肥力。
参考文献
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[8] 徐跃,张世聪.哀牢山北段土壤腐殖质组成的垂直分布和腐殖质特性的研究[J].生态学杂志,19,8(2):5~9 [9] 鲁如坤主编.土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科技出版社,200
the Effect of the Soil Organic Matter Under the Different
Tillage in Dry Land
Zhu Haiyuan
College of Resources and Environmental Sciences, Gansu Agricultural University, Lanzhou,
PRC (730070)
Abstract
The Research of Soil organic matter under the Different Tillage in Dry land，analyzed the distribution of organic matter content in Soil and the effect of soil organic matter under the Different Tillage in Dry land. The test result indicate: Whatever the farming methods, soil organic matter content of soils has since reduced the downward trend, shown on the fat under the skin characteristics; No-tillage straw mulch processing organic matter content in the surface soil 0-5cm enrichment; Three conservation tillage treatments and traditional farming organic matter content significantly different performance. Keywords: Soil Soil Organic Matter the Conservation Tillage
作者简介：朱海媛，女，1984年生，本科生，就读于甘肃农业大学资源与环境学院，土地资源管理专业。
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