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| 稻油轮作秸秆还田下土壤铁氧化物对团聚体稳定性的影响 |
| The influence of iron oxides on aggregate stability under the rice-rapeseed rotation with straw returning to the field |
| 投稿时间：2025-03-05 修订日期：2025-06-04 |
| DOI： |
| 中文关键词: 秸秆还田 土壤团聚体 铁氧化物 络合铁，晶形铁氧化物 |
| 英文关键词: straw returning soil aggregates iron oxides stability Chelated iron Crystalline iron oxides |
| 基金项目:国家重点研发计划项目(2021YFD1900300) ; 中国农业科学院创新工程项目(CAAS-CSAL-202302) |
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| 中文摘要: |
| 本文旨在探明稻油轮作秸秆还田后土壤团聚体中铁氧化物形态与分布及其与团聚体稳定性的关系，并与双季稻模式下铁氧化物的分布特征进行比较，对于深入理解土壤结构形成机制具有重要意义。实验依托起始于2016年的湖南祁阳稻油轮作长期定位试验，选取单施氮磷钾肥（NPK）、氮磷钾肥配水稻秸秆还田（NPKS1）、氮磷钾肥配稻油秸秆均还田（NPKS2）3个处理，于2024年油菜收获后采集0~20 cm土层土样，采用湿筛法将土样筛分为大团聚体（＞2 mm）、小团聚体（0.25~2 mm）、微团聚体（0.053~0.25 mm）和黏粉粒（＜0.053 mm）共4个粒级，测定各粒级团聚体的重量百分比及铁氧化物含量及铁氧化物结合态有机碳含量，并分析铁氧化物含量与团聚体稳定性的关系。实验结果表明，与NPK相比，秸秆还田处理均显著提高了大团聚体质量百分含量，团聚体平均重量直径和几何平均直径分别显著提高38.8%~42.6%和42.2%-53.7%（P＜0.05）。总的来说，秸秆还田后，土壤中络合铁含量显著提高47.8%~85.0%，晶形铁氧化物含量降低了13.4%~14.2%。与NPK相比，NPKS2处理下所有粒级团聚体中的络合铁含量均有显著增加，而晶形铁氧化物含量显著降低，非晶形铁氧化物含量仅在小团聚体中有显著增加。根据各粒级团聚体的重量百分比计算了全土中团聚体铁氧化物含量发现，络合铁含量在NPKS2中较NPK中显著增加了0.06~0.13 g·kg-1全土，非晶形铁氧化物含量仅在黏粉粒中有所降低，而包含在大团聚体中的晶形铁氧化物提高了0.61 g·kg-1全土，小团聚体和微团聚体中的晶形铁氧化物降低了2.92 g·kg-1全土和1.25 g·kg-1全土。对团聚体稳定性和铁氧化物含量的相关分析发现，团聚体稳定性与大团聚体中的各级铁氧化物均呈正相关关系，与小团聚体中的晶形铁氧化物以及微团聚体中的络合铁氧化物和晶形铁氧化物均呈负相关关系。综上所述，稻油模式下秸秆还田不仅提高了大团聚体的比例，还提高了各粒级团聚体中络合铁的含量，降低了团聚体中晶形铁氧化物的含量，特别是稻油秸秆均还田处理（NPKS2）效果更为显著。所以，秸秆还田促进了小团聚体和微团聚体中晶形铁氧化物向络合铁的转化，增强了铁氧化物的活性并进一步提高了其结合有机碳的能力，这是土壤有机碳固存的机制之一。 |
| 英文摘要: |
| 本研究依托湖南祁阳稻油轮作长期定位试验，分析稻-油秸秆还田对土壤中铁氧化物的形态和含量的影响，以铁氧化物形态和分布为切入点，通过建立铁氧化物与团聚体稳定性之间的联系，揭示团聚体的形成与稳定机制，为科学合理地通过秸秆还田提升土壤团聚体稳定性提供理论支持。 |
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