复种模式对豫西褐土团聚体稳定性及其碳、氮分布的影响

[目的]长期单一的玉米–小麦复种模式会引起土壤结构破坏、农田生产力下降.探究不同复种模式对农田土壤团聚体稳定性及其碳、氮分布的影响,为维持土壤结构稳定,实现农业可持续发展提供科学依据.[方法]定位试验在河南洛阳褐土上进行.设置冬小麦–夏玉米(T1)、冬小麦–夏花生(T2)、冬小麦–夏玉米||花生间作(2行玉米间作4行花生,T3)3个复种模式处理.试验始于2014年6月,2019年10月夏季作物收获后(共11茬作物),采集0—20和20—40 cm土层土壤样品,利用湿筛法和干筛法分析土壤团聚体组成、团聚体稳定性、有机碳和全氮在不同粒级团聚体中的含量及分配比例.[结果]与T1相比,在0—20 cm土层中,T2和T3处理土壤中>0.25 mm粒级的机械性团聚体(DR0.25)占比分别增加了5.9％和9.9％,>0.25 mm粒级的水稳性团聚体(WR0.25)占比分别增加了50.3％和57.9％,不稳定性团粒指数(ELT)分别较T1减少了33.2％和50.6％,土壤团聚体破坏率(PAD)分别较T1减少49.3％和51.4％,土壤团聚体平均质量直径(MWD)分别较T1增加36.4％和47.0％,几何平均直径(GMD)分别较T1增加100.0％和120.0％.在20—40 cm土层中,T2和T3处理土壤中不稳定性团粒指数(ELT)分别较T1减少了13.2％和18.0％,土壤团聚体破坏率(PAD)分别较T1减少21.4％和28.8％,土壤团聚体平均质量直径(MWD)分别较T1增加4.8％和6.0％,几何平均直径(GMD)分别较T1增加11.5％和7.7％.各粒级的有机碳和全氮含量均以2～0.25 mm粒级最高,且0—20 cm土层的有机碳和全氮含量高于20—40 cm土层.与T1处理相比,T3处理显著提高了0—20 cm土层各粒级土壤全氮的贡献率和>0.25 mm粒级土壤有机碳的贡献率,降低了<0.25 mm粒级土壤有机碳的贡献率;T2处理显著提高了0—20 cm土层除>2和<0.053 mm粒级外的土壤全氮的贡献率和>0.25 mm粒级土壤有机碳的贡献率,降低了0.25～0.053 mm粒级土壤有机碳的贡献率.与T1处理相比,T2和T3处理提升了0—20和20—40 cm土层土壤总有机碳、全氮、有效磷和速效钾的含量,3个处理的土壤容重和pH无显著差异.[结论]冬小麦–夏花生、冬小麦–夏玉米||花生复种模式较传统冬小麦–夏玉米复种模式明显增加了土壤大团聚体含量,增强了团聚体的机械稳定性和水稳定性,还可显著提高土壤团聚体(特别是>0.25 mm粒级团聚体)的碳、氮含量,提高土壤有效磷和速效钾含量,更有利于豫西褐土区农田土壤肥力保持.且冬小麦–夏玉米||花生复种的效果优于冬小麦–夏花生复种.