6.4 秸秆覆盖-施氮耦合对成熟期土壤有机质含量的影响
两年土壤有机质含量在空间上的分布趋势基本一致。在夏玉米成熟期,不同秸秆覆盖方式与施氮水平对不同土层SOM含量的空间分布影响如图6.5所示。
图6.5 不同处理对各土层有机质含量的影响
从不同施氮水平看,与不施氮(N0)处理相比,施氮处理显著提高各土层SOM含量(p<0.05)。秸秆表覆的4个施氮处理土壤SOM含量随施氮量的增加而增加,含量最大为高氮水平BN3处理;相比秸秆表覆处理,秸秆深埋处理SOM含量存在不同程度的差异:20~60 cm土层SOM含量随施氮量增加呈先增后减的趋势,SN2处理含量最大,而0~20 cm土层SOM含量随施氮量增加而增加,SN3处理含量最大。
从不同秸秆覆盖方式看,秸秆表覆和CK处理SOM含量随土层深度加深而降低,二者变化趋势基本类似,主要分布在0~40 cm土层,占1 m试验土体SOM总含量的68.5%~82.4%。秸秆表覆处理的SOM在0~20 cm土层聚集,以BN3处理SOM含量最大,较CK和SN3处理平均提高14.2%和24.1%;虽然因表层土壤通气性高促进SOM以分解矿化为主,但秸秆表覆在一定程度上减缓表层通气性,同时能补给土壤新的有机物质,再配施适量氮肥能够促进SOM的积累。秸秆深埋处理的SOM含量随土层深度加深呈先增后减的趋势,0~20 cm土层的SOM含量较相应秸秆表覆处理略低;SOM含量主要分布土层下移至20~60 cm土层,占0~1 m试验土体总含量的71.2%~87.3%。秸秆深埋处理SOM在秸秆隔层附近土层(20~40 cm和40~60 cm)聚集,以SN2处理含量最大,分别较CK处理平均提高82.6%和67.7%,较秸秆表覆该土层SOM含量最大处理(BN3)提高60.4%和69.4%。这是因为秸秆深埋减缓了有机质的分解转化,改善了土壤理化性质,一定程度提高土壤肥力,能提高土壤碳汇作用,更利于SOM的积累。在大于60 cm土层,同一施氮水平不同秸秆覆盖方式处理的SOM含量差异不显著(p>0.05)。
另外,将夏玉米成熟期各处理SOM含量与试验原始SOM含量对比发现,CK处理连续2年各土层SOM含量持续降低,秸秆表覆处理在2018年各土层降低,到了2019年有增大趋势,特别是BN3处理,除了60~100 cm土层,其他各土层较原始土壤SOM含量分别提高5.1%~15.5%,表层提高幅度最大。秸秆深埋下,2018年中高氮处理的20~40 cm土层SOM含量较原始土壤分别提高38.1%和20.2%,其他处理的土层均不同程度地降低;到了2019年,各处理SOM含量有增大趋势,中高氮处理20~80 cm较原始土壤SOM含量提高2.1%~68.5%,20~40 cm土层提高幅度最大;表层SOM含量下降5.6%~9.5%,较2018年有所提升。说明秸秆表覆或深埋配施适量氮肥有效提高秸秆附近土层SOM含量,随秸秆还田年数增长而提高。