全 文 ：中国生态农业学报 2013年 9月 第 21卷 第 9期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Sep. 2013, 21(9): 1057−1063


* 教育部博士点基金(新教师类, 20106202120004)、甘肃省干旱生境作物学重点实验室开放基金(GSCS-2010-03)和省财政厅高校基本科
研业务费项目(035 051004)资助
** 通讯作者: 李玲玲(1977—), 女, 博士, 教授, 研究方向为旱地与绿洲农作制。E-mail: lill@gsau.edu.cn
王琳(1987—), 女, 硕士研究生, 研究方向为旱地与绿洲农作制。E-mail: wl248686@163.com
收稿日期: 2012−12−18 接受日期: 2013−04−28
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2013.01057
长期保护性耕作对黄绵土总有机碳和易氧化
有机碳动态的影响*
王 琳 1 李玲玲 1** 高立峰 1 刘 杰 1 罗珠珠 2 谢军红 1
(1. 甘肃省干旱生境作物学重点实验室 甘肃农业大学农学院 兰州 730070;
2. 甘肃农业大学资源与环境学院 兰州 730070)
摘 要 长期定位试验研究了黄土高原西部旱农区不同耕作措施(传统耕作 T、免耕+秸秆覆盖 NTS、免耕 NT、
传统耕作+秸秆翻埋 TS、传统耕作+地膜覆盖 TP和免耕+地膜覆盖 NTP)对黄绵土土壤总有机碳和易氧化有机
碳的影响。结果表明, 土壤有机碳含量随土壤深度的增加而降低, 10~30 cm土层土壤有机碳含量的下降较为明
显, 并且在 0~5 cm、5~10 cm和 10~30 cm土层中, 均表现为由研究初期各处理相对差异较小到试验中后期各
处理出现显著差异的变化。不同耕作措施下 0~30 cm土壤总有机碳和易氧化有机碳在 2002—2012年的平均含
量均为 NTS>TS>NTP>NT>T>TP。与传统耕作相比, 免耕各处理和传统耕作秸秆翻埋处理可增加 1.2%~7.2%
的土壤总有机碳, 5.3%~16.6%的土壤易氧化有机碳含量, 而传统耕作覆膜处理分别降低 4.3%和 2.7%。免耕和
秸秆覆盖处理均有利于黄绵土土壤有机碳和易氧化有机碳的积累, 免耕结合秸秆覆盖效果最佳, 而多年传统
耕作覆盖地膜后有机碳明显降低。免耕秸秆覆盖处理土壤总有机碳和易氧化有机碳含量平均值在 2004 年、
2006 年、2008 年、2010 年及 2012 年分别较 2002 年提高 9.5%和 42.9%、13.2%和 67.6%、21.5%和 71.5%、
1.1%和 15.9%、2.7%和 12.6%。因此, 在西部黄土高原黄绵土区, 采用免耕结合秸秆覆盖的保护性耕作措施有
利于土壤总有机碳和易氧化有机碳含量的提高, 从而有利于土壤质量的持续改善。易氧化有机碳对不同耕作
措施的响应比总有机碳更灵敏, 可以将其作为指示黄绵土有机碳变化的早期指标。
关键词 免耕 秸秆覆盖 保护性耕作 总有机碳(TOC) 易氧化有机碳(ROOC) 黄土高原
中图分类号: S157.4 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2013)09-1057-07
Effect of long-term conservation tillage on total organic carbon and
readily oxidizable organic carbon in loess soils
WANG Lin1, LI Ling-Ling1, GAO Li-Feng1, LIU Jie1, LUO Zhu-Zhu2, XIE Jun-Hong1
(1. Gansu Provincial Key Laboratory of Aridland Crop Sciences; Faculty of Agronomy, Gansu Agricultural University, Lanzhou
730070, China; 2. College of Resources and Environmental Sciences, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China)
Abstract The Loess Plateau is characterized by severe soil erosion. Soil organic carbon is an essential element of soil quality,
including soil tilth, soil fertility, soil aggregate stability and soil erodability. Soil organic carbon formation, change and depletion are
very slow processes. Labile fractions of soil organic carbon are more sensitive to agricultural operations than total organic carbon.
Tillage is a main factor affecing soil organic carbon in agricultural soils. Although a lot of work has been done on soil organic carbon
on the Loess Plateau, most have actually focused only on total organic carbon. Relatively less research has been done on changes in
the fractions of soil organic carbon over the long-term in response to tillage practices. Hence in this paper, the changes in the
fractions of soil organic carbon due to long-term tillage practices in loess soils were investigated. Total organic carbon (TOC) and
readily oxidizable organic carbon (ROOC) of soils from a 12-year experiment with different tillage practices were analyzed in this
paper. The long-term experiment was commenced in 2001 in Dingxi City, Gansu Province, which is a typical semiarid rainfed area in
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the western Loess Plateau. The experiment included conventional tillage (T) and 5 conservation tillage practices [no tillage with
straw mulching (NTS), conventional tillage with straw incorporation (TS), no tillage (NT), no tillage with plastic film mulching
(NTP) and conventional tillage with plastic film mulching (TP)]. The results showed that soil TOC content decreased with increasing
soil depth, and this was especially true for soil depths within 10~30 cm. At the start of the experiment, differences among treatments
were insignificant for soil depths of 0~5 cm, 5~10 cm and 10~30 cm. However, these differences became more significant with time.
The order of the average content of TOC and ROOC in the 0~30 cm soil depth for the different treatments was NTS > TS > NTP >
NT > T > TP. Compare with T, the average ranges of TOC and ROOC under NT, NTS, NTP and TS increased respectively by
1.2%~7.2% and 5.3%~16.6%. However, those of TP dropped by 4.3% and 2.7%, respectively. Both no tillage and straw mulching
increased TOC and ROOC contents, and the combinative use (NTS) provided the optimum conditions for improving soil organic
carbon. TP was the worst treatment in terms of soil TOC content. Compared with 2002, the average contents of TOC and ROOC
under NTS increased respectively by 9.5% and 42.9%, 13.2% and 67.6%, 21.5% and 71.5%, 1.1% and 15.9%, 2.7% and 12.6% in
2004, 2006, 2008, 2010 and 2012. ROOC was much more sensitive to the tillage practices than TOC. Therefore no tillage used in
conjunction with straw returning was critical for improving both TOC and ROOC in loess soils. It was possible to use ROOC as an
early indicator for changes in soil organic carbon in loess soil of the western Loess Plateau. However, further research was needed to
confirm the reliability of the use of ROOC for thus purpose.
Key words No tillage, Straw mulching, Conservation tillage, Total organic carbon, Readily oxidizable organic carbon, Loess
Plateau
(Received Dec. 18, 2012; accepted Apr. 28, 2013)
我国黄土高原地区是世界最大的黄土沉积区 ,
气候干燥 , 降雨量较少 , 植被稀疏 , 加之人类活动
对土地不断扰动, 致使该区成为我国水土流失最为
严重的地区之一。因此, 如何提高土壤质量成为了
研究者关注的问题。土壤有机碳是研究土壤质量最
重要的指标之一[1]。土壤有机质与土壤有机碳呈正
比例相关, 土壤有机质含量降低, 引起土壤肥力和
持水能力下降, 侵蚀作用增强, 进而影响作物生长
和产量的高低[2]。另外, 农业土壤有机碳与全球气候
变暖有密切关系。由于土壤有机碳的库容较大, 较
小幅度土壤有机碳的变化都可能引起大气中 CO2浓
度的显著改变, 影响全球气候[3]。研究土壤有机碳及
其组分的变化是响应土地利用方式和环境对土壤有
机碳库影响的重要环节。适当的土地利用和土壤管
理, 可以提高土壤质量[4], 从而缓和大气 CO2 浓度
的上升[5−7]。因此, 研究耕作措施对土壤有机碳及其
组分含量的影响可以为提高土壤质量及环境可持续
发展提供理论依据。Moraru 等[8]试验研究表明, 实
施少免耕措施后 , 土壤有机质含量由 0.8%提高到
22.1%; Li 等[9]在澳大利亚进行的试验结果表明, 覆
盖措施可以增加土壤有机碳含量。土壤有机碳可以
分为易氧化有机碳(readily oxidizable organic carbon,
ROOC)和稳定或难分解有机碳两部分。农业可持续
发展的系统研究中, 土壤碳库容量主要由土壤易氧
化有机碳库的变化影响, 这一活性指标通常被认为
可以指示土壤有机质的早期变化[10]。
土壤有机碳及其组分因不同耕作措施的改变是
一个长期过程[11], 国内外许多学者特别是国外针对
长期保护性耕作下土壤有机碳的变化进行了试验研
究。然而, 在黄土高原地区缺乏较为系统、基于长期
定位试验的土壤有机碳变化动态研究。本试验通过对
甘肃定西连续 12 年不同耕作措施下的土壤进行比较
研究, 探讨黄绵土总有机碳和易氧化有机碳对耕作
措施的响应动态, 旨在认识不同耕作措施对土壤有
机碳的长期影响及机制, 从而为提高该地区土壤质
量、增加土壤生产力, 以及推进农业可持续发展提供
科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验区概况
试验设在黄土高原半干旱丘陵沟壑区的甘肃省
定西市安定区李家堡镇麻子川村。试验区属中温带
半干旱区, 海拔 2 000 m, 年均太阳辐射 592.9 kJ·cm−2,
日照时数 2476.6 h, 年均气温 6.4 , ℃ ≥0 ℃积温
2 933.5 ℃, ≥10 ℃积温 2 239.1 ; ℃ 无霜期 140 d。多
年平均降水 391 mm, 年蒸发量 1 531 mm, 干燥度
2.53, 80%保证率的降水量为 365 mm, 变异系数为
24.3%。试验区为典型的一年一熟雨养农业区。土壤
为黄绵土, 土质绵软, 土层深厚, 质地均匀, 储水性
能良好; 0~200 cm 土壤容重平均为 1.17 g·cm−3, 凋
萎含水率 7.3%, 饱和含水率 21.9%。试验研究期降雨
量如图 1。
1.2 试验设计
本研究所依托的田间试验始于 2001年 8月, 试
验采用单因素随机区组设计, 共设计 6 个处理(表
1)。参试作物春小麦和豌豆年间轮作, 为了加快试验进
程, 采取双序列轮作, 即小麦→豌豆(W/P)和豌豆→小
第 9期 王 琳等: 长期保护性耕作对黄绵土总有机碳和易氧化有机碳动态的影响 1059


麦(P/W)序列, 使每年所有处理小麦和豌豆均出现 ,
各处理均设 4次重复, 小区面积 4 m×20 m, 所有试
验地前茬均为胡麻。本试验研究了小麦→豌豆轮作
序列 2002年、2004年、2006年、2008年、2010年、
2012 年(即豌豆地)的播前 0~30 cm土层总有机碳和
易氧化有机碳的垂直分布和动态变化。

图 1 试验区 2001—2012年降雨量
Fig. 1 Annual rainfall in 2001—2012 in the studied area
表 1 试验中不同耕作措施处理描述
Table 1 Description of tillage treatments in the experiment
代码 Code 耕作措施 Tillage practices 具体操作方法 Description
T 传统耕作
Conventional tillage
作物收获后至冻结前三耕两耱。
The field was ploughed 3 times and harrowed twice after harvest.
NTS 免耕+秸秆覆盖
No tillage with straw mulching
全年不耕作, 免耕播种机一次性完成施肥和播种, 收获脱粒后全部前作秸秆覆盖在原小区。
No-tillage throughout a year. Sowing and fertilization were performed with seeding-machine at the same time.
All the straw of previous crop was returned to and mulched the original plot immediately after threshing.
NT 免耕
No tillage
播种时用免耕播种机一次性完成施肥和播种, 但不覆盖, 整个试验阶段免耕。
No-till throughout the experiment. Sowing and fertilization were performed with seeding-machine at the same time.
TS 传统耕作+秸秆翻埋
Conventional tillage with
straw incorporation
耕作方式同 T, 但结合第一次耕作将所有前作秸秆翻埋入土。
The field was ploughed and harrowed exactly as T treatment, but with straw incorporated at the first
plough. All the straw of the previous crop was returned to the original plot immediately after threshing
and then incorporated into soil.
TP
传统耕作+地膜覆盖
Conventional tillage with
plastic film mulching
耕作方式同 T, 最后一次耱地后覆盖地膜, 膜宽 40 cm, 膜侧种作物, 因此该处理作物宽窄行种植,
宽行 40 cm, 窄行 10 cm, 平均 25 cm。
The field was ploughed and harrowed exactly as T treatment, but covered with plastic film after the last
harrow. Plastic film was set between crop rows and the covered belt width was 40 cm. Thus, the row
spaces between crops were 40 cm and 10 cm alternatively, average of 25 cm.
NTP 免耕+地膜覆盖
No tillage with plastic mulching
全年不耕作, 覆膜及播种的时间、方式同 TP。
No-till throughout a year. The plastic film was laid in October using same machine as for TP treatment.

供试豌豆品种为“绿农 1号”, 每年 4月上旬播种,
播种量 180 kg·hm−2, 行距 22.5 cm。豌豆各处理均施
纯 N 20 kg·hm−2(尿素 43.10 kg), P2O5 105 kg·hm−2(过
磷酸钙 656.25 kg)。供试春小麦品种为“定西 35号”, 每
年 3月中旬播种, 播种量 187.5 kg·hm−2, 行距 20 cm,
各处理均施纯 N 105 kg·hm−2 (尿素 226.29 kg), P2O5
105 kg·hm−2(过磷酸钙 656.25 kg)。所有肥料都在播
种时一次施入。豌豆的收获期在同年 7月中、下旬,
小麦的收获期在同年 7 月下旬到 8 月上旬, 免耕处
理田间杂草用 2,4-D丁酯和草甘膦杀除。
1.3 土壤样品采集与分析
土壤取样方法及样品保存: 播前进行土壤取样, 深
度为 0~5 cm、5~10 cm、10~30 cm, 每个小区的样品均
为三点采集混合而成, 经风干处理后过筛。所有土壤样
品常温下保存于密封袋中。测定时每个样品 3次平行。
土壤总有机碳的测定采用重铬酸钾法[12], 易氧
化有机碳的测定采用 333 mmol·L−1的高锰酸钾氧化
法[13−14]。具体方法为: 将含有 15 mg碳的土壤样品
放入 100 mL塑料瓶内, 加 333 mmol·L−1高锰酸钾液
25 mL, 密封瓶口, 转速 25 r·min−1振荡 1 h, 4 000
r·min−1离心 5 min, 上清液用去离子水按 1︰250 稀
释后在 565 nm分光光度计上比色。
1.4 数据分析
采用 Microsoft Excel 软件对数据进行处理 ,
SPSS 17.0 数据分析系统进行统计分析并采用邓肯
法 (Duncan)测验处理间差异显著性(P<0.05)。图表
采用 Sigma Plot 10.0 软件绘制。
2 结果与分析
2.1 不同耕作措施对土壤总有机碳的影响
2.1.1 土壤总有机碳的动态变化
由表 2可以看出, 12年间各处理 0~30 cm土壤
1060 中国生态农业学报 2013 第 21卷


总有机碳 (TOC)平均含量的变化范围为 7.42~9.88
g·kg−1。NTS处理平均 TOC含量最高, 其次为 TS处
理, 两者均显著高于其他处理, 而TP处理TOC含量
最低。T 和 NT 处理平均土壤 TOC 含量相近。与 T
处理相比, NTS、TS、NTP和 NT可增加 1.2%~7.2%
的平均土壤 TOC含量, TP处理则降低 4.3%。
总体上各处理土壤 TOC 含量在 2008 年均达到
最高值, 2010 年呈现最低值, 这可能是受试验地降
雨量的影响。2009—2011年连续 3年降雨量为试验
期间最低量, 降雨量的减少导致土壤水分含量降低,
从而影响土壤有机质的形成。
2002年, T处理和 NT处理土壤 TOC含量显著
高于 NTS和 TP处理, 而 NTP和 TS处理 TOC含量
差异不显著。2002—2008年, 秸秆还田处理(NTS和
TS)TOC含量呈现不断上升趋势。其中, TS处理土壤
TOC含量平均值在 2004年、2006年、2008年分别
较 2002 年提高 0.8%、3.4%、4.6%, NTS 处理土壤
TOC含量平均值在 2004年、2006年、2008年分别
较 2002年提高 9.5%、13.2%、21.5%, 虽然 2010年
和 2012年 TOC相对于 2008年有所下降, 但总体上
连续 12 年秸秆还田使得 TS 和 NTS 处理 TOC 相对
于初期均有增加。秸秆不还田处理(T、NT、TP 和
NTP)土壤 TOC 含量随时间无明显变化规律 , 但
2012年, 这些处理 TOC相对于初期都有不同程度下
降。2012年, TS处理 TOC显著最高, 而 T处理 TOC
含量最低。因此, 秸秆还田可以增加一定范围的土
壤有机碳含量。
2.1.2 土壤总有机碳的垂直分布
由图 2可知, 5~10 cm土层和 10~30 cm土层平
均 TOC含量低于 0~5 cm, 10~30 cm土层下降明显,
即 TOC含量随土层深度的增加而减少。T和 TP处理
随着年限增加, 土壤 TOC含量在 0~5 cm、5~10 cm、
表 2 不同耕作措施下 0~30 cm土壤总有机碳含量的动态变化
Table 2 Dynamic changes of total organic carbon in the soil layer of 0~30 cm under different tillage practices g·kg−1
年份 Year 处理
Treatment 2002 2004 2006 2008 2010 2012
平均值
Mean
T 8.89±0.33a 8.26±0.18c 8.07±0.27b 8.62±0.48c 7.61±0.36ab 7.70±0.73c 8.19±0.39b
NTS 8.13±0.46c 8.90±0.34a 9.20±0.51a 9.88±0.63a 8.22±0.69a 8.35±0.53b 8.78±0.53a
NT 8.64±0.41a 8.39±0.35bc 8.13±0.44b 8.64±0.36c 7.60±0.43ab 8.34±0.32b 8.29±0.39b
TS 8.54±0.39ab 8.61±0.49ab 8.83±0.46a 8.93±0.64bc 7.67±0.49ab 8.82±0.54a 8.57±0.50a
TP 8.16±0.36bc 8.19±0.21c 7.52±0.24c 7.96±0.57d 7.42±0.60b 7.80±0.40bc 7.84±0.40c
NTP 8.49±0.42ab 8.16±0.67c 8.31±0.62b 9.37±0.43b 8.11±0.20ab 8.14±0.46bc 8.43±0.47b
不同小写字母表示处理间 0.05水平上差异显著, 下同。Different small letters indicate significant difference among treatments at 0.05 level.
The same below.

图 2 不同耕作措施下土壤总有机碳的垂直分布
Fig. 2 Vertical distribution of soil total organic carbon (TOC) under different tillage practices
第 9期 王 琳等: 长期保护性耕作对黄绵土总有机碳和易氧化有机碳动态的影响 1061


10~30 cm 3个土层中均有不同程度地降低, 而秸秆
还田各处理 TOC在 3个土层中较其他处理呈现增加
趋势。2002 年各层次 TOC 以 T 处理最高, 到 2012
年, 各层次 TOC 则以秸秆还田处理(TS 和 NTS)最
高。在 0~5 cm和 5~10 cm土层, 2002年 T处理 TOC
含量显著高于 NTS 和 TP 处理, 2004—2012 年, 0~5
cm土层 NTS 处理 TOC含量一直处于最高值, 显著
高于 T和 TP 处理。在 5~10 cm土层, TOC含量以
TS 处理最高, 在 2004 年、2006 年、2010 年与 NTS
差异不显著。10~30 cm土层 TOC随时间的变化比较
复杂, 但仍表现为 2002 年 T 处理最高, 2012 年则以
TS最高, 在 2004—2010年 TS与 NTS差异不显著。
所以, 秸秆还田对 0~30 cm不同层次 TOC均有相似
的影响, 免耕与否主要影响 0~5 cm土层的 TOC。
2.2 不同耕作措施对土壤易氧化有机碳的影响
2.2.1 土壤易氧化有机碳的动态变化
由表 3可以看出, 12年间各处理 0~30 cm土壤
易氧化有机碳(ROOC)含量的变化范围是 3.32~6.67
g·kg−1。土壤平均 ROOC 含量以 NTS 处理最高, 显
著高于 T、NT、TP处理。NT、NTS、NTP和 TS处
理土壤平均 ROOC含量比 T处理高 5.3%~16.6%, 而
TP处理则比 T处理低 2.7%。与 TOC类似, 各处理
土壤 ROOC含量在 2008年均达到最高值, 2010年呈
现最低值 , 所以降雨量可能主要是通过影响土壤
ROOC含量而影响 TOC含量。
2002年, 土壤ROOC含量以NTP处理最高, 显著高
于 TP和NTS。2004—2010年, NTS处理土壤 ROOC含
量最高。2012年, NT和TS处理土壤ROOC含量出现上
升趋势, NTS 和 TP 处理变化较小, T 和 NTP 处理土壤
ROOC含量有所降低。NTS处理土壤 0~30 cm ROOC含
量平均值在 2004年、2006年、2008年、2010年及 2012
年分别较2002年提高42.9%、67.6%、71.5%、15.9%、12.6%。
2.2.2 土壤易氧化有机碳的垂直分布
由图 3可知, 10~30 cm土层土壤易氧化有机碳
表 3 不同耕作措施下 0~30 cm土壤易氧化有机碳含量的动态变化
Table 3 Dynamic changes of readily oxidizable organic carbon in the soil layer of 0~30 cm under different tillage practices g·kg−1
年份 Year 处理
Treatment 2002 2004 2006 2008 2010 2012
平均值
Mean
T 4.04±0.38ab 4.65±0.29b 5.58±0.48bc 5.59±0.34b 3.87±0.41ab 3.32±0.47c 4.51±0.40bc
NTS 3.89±0.40b 5.56±0.37a 6.52±0.38a 6.67±0.38a 4.51±0.39a 4.38±0.36ab 5.26±0.38a
NT 4.04±0.47ab 4.90±0.38b 5.41±0.36c 5.61±0.40b 3.90±0.42ab 4.66±0.27a 4.75±0.38bc
TS 4.12±0.45ab 4.92±0.47b 6.10±0.47ab 6.08±0.54ab 3.75±0.54ab 4.31±0.51ab 4.88±0.48ab
TP 3.84±0.43b 4.62±0.42b 5.23±0.32c 5.49±0.42b 3.62±0.42b 3.54±0.48bc 4.39±0.40c
NTP 4.49±0.49a 4.87±0.43b 5.74±0.40bc 6.19±0.46ab 4.13±0.46ab 3.62±0.38bc 4.84±0.43ab

图 3 不同耕作措施下土壤易氧化有机碳垂直分布
Fig. 3 Vertical distribution of soil readily oxidizable organic carbon (ROOC) under different tillage practices
1062 中国生态农业学报 2013 第 21卷


含量低于 0~5 cm土层和 5~10 cm土层。各层次各
处理 ROOC 均呈现从试验前期到试验中期含量上
升, 到试验后期含量又降低的趋势。
0~5 cm 土层中 , 各处理在 2002 年的土壤
ROOC含量无显著性差异。2004年、2006年、2008
年和 2010年, NTS处理土壤 ROOC含量显著最高,
分别为 5.8 g·kg−1、7.3 g·kg−1、7.4 g·kg−1、5.2 g·kg−1。
5~10 cm土层中, 试验前期 NTS处理的 ROOC含量
高于其他处理, 2004 年和 2010 年各处理间无显著性
差异。试验中期, NTS、TS和 NTP处理下 ROOC含
量高于 T、NT和 TP处理。10~30 cm土层中, 2002—
2006年, 各处理 ROOC含量均有增加。
3 讨论与结论
土壤有机质是量化土壤质量最重要的指标。土
壤有机质的含量降低, 可引起土壤肥力、持水能力
下降, 侵蚀作用增强, 进而影响作物生长和产量高
低。有研究表明, 免耕具有一定的土壤培肥作用[15−16]。
免耕减少了对土壤的扰动次数, 避免土壤结构遭到
破坏, 降低土壤有机质的矿化[17]。Curtin 等[18]在加
拿大半干旱草原地区的研究表明, 传统小麦−休闲
耕作转变为免耕小麦连作 14 年后, 免耕小麦连作的
表层土壤比传统小麦−休闲耕作多固定碳 5~6 t·hm−2。
另外, 适当秸秆还田有利于土壤有机碳积累[19], 提
高土壤肥力[20]。
本研究表明, 与传统耕作处理相比, 12 年不同
耕作方式中秸秆覆盖各处理 0~30 cm土壤有机碳和
易氧化有机碳含量显著增加, 不同耕作措施下土壤
平均有机碳和易氧化有机碳含量均表现为
NTS>TS>NTP>NT>T>TP。免耕+秸秆覆盖(NTS)和
传统耕作+秸秆翻埋(TS)处理下 0~30 cm 土壤有机
碳和易氧化有机碳含量在 2012年分别较 2002年提
高 2.7%和 12.6%、3.3%和 4.6%; 免耕处理(NT)2012
年较 2002 年土壤有机碳含量降低 3.5%, 易氧化有
机碳含量升高 15.3%; 免耕+地膜覆盖(NTP)、传统
耕作+地膜覆盖(TP)和传统耕作(T)3 个处理土壤有
机碳和易氧化有机碳含量在 2012年分别较 2002年
下降 4.1%和 19.4%、4.4%和 7.8%、13.4%和 17.8%。
这些结果说明, 在黄土高原地区黄绵土上, 秸秆还
田均有利于土壤有机碳, 特别是易氧化有机碳的积
累 , 传统耕作+地膜覆盖(TP)下土壤有机碳和易氧
化有机碳含量低于传统耕作(T), 可能是由于地膜
覆盖提高了地温从而加速了有机质的降解[21], 这与
前人的研究结果相一致[22−23]。
前人研究发现, 有机质和有机碳不同组分对农
田管理措施的响应不同 [24], 不稳定组分(例如 : 颗
粒有机碳、易氧化有机碳、轻组有机碳、微生物有
机碳等 )对种植制度和耕作措施的反应更为敏感 ,
可以作为响应土壤有机碳和土壤质量变化的早期
指标 [25−28]。本研究发现免耕+秸秆覆盖处理(NTS)
土壤有机碳和易氧化有机碳含量平均值在 2004年、
2006 年、2008 年、2010 年及 2012 年分别较 2002
年提高 9.5%和 42.9%、13.2%和 67.6%、21.5%和
71.5%、1.1%和 15.9%、2.7%和 12.6%。可见, 易氧
化有机碳对不同耕作措施的响应比总有机碳更为
灵敏, 可以将易氧化有机碳作为指示黄土高原地区
黄绵土有机碳变化的早期指标, 但因为本研究仅仅
涉及易氧化有机碳和总有机碳, 而易氧化有机碳又
包含多种组分, 所以, 具体哪一种易氧化有机碳组
分更敏感还有待于更进一步研究确认。
因此 , 在西部黄土高原黄绵土区 , 采用免耕+
秸秆覆盖的保护性耕作措施有利于土壤总有机碳
和易氧化有机碳含量的稳定提高, 从而有利于土壤
质量的持续改善。易氧化有机碳对不同耕作措施的
响应比总有机碳更为灵敏, 可以将其作为指示黄绵
土有机碳变化的早期指标。
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