黃土高原不同輪作次序?qū)ν寥烙袡C(jī)質(zhì)和有效態(tài)微量元素分布的影響

李　龍，魏孝榮，郝明德,3

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院， 陜西 楊凌 712100；

2.西北農(nóng)林科技大學(xué)黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 陜西 楊凌 712100；

3.西北農(nóng)林科技大學(xué)水土保持研究所， 陜西 楊凌 712100)

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黃土高原不同輪作次序?qū)ν寥烙袡C(jī)質(zhì)和有效態(tài)微量元素分布的影響

李龍1，魏孝榮2，郝明德1,3

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院， 陜西 楊凌 712100；

2.西北農(nóng)林科技大學(xué)黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 陜西 楊凌 712100；

3.西北農(nóng)林科技大學(xué)水土保持研究所， 陜西 楊凌 712100)

摘要：對(duì)長(zhǎng)武縣十里鋪村長(zhǎng)期定位試驗(yàn)旱地土壤，用重鉻酸鉀容量法對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，用DTPA浸提-原子吸收法對(duì)有效態(tài)微量元素進(jìn)行測(cè)定，研究不同輪作次序?qū)ν寥烙袡C(jī)質(zhì)和有效態(tài)微量元素分布的影響。結(jié)果表明，土壤有效態(tài)微量元素的分布除受微量元素總量的影響外，還與作物的輪作次序有關(guān)。不同輪作次序土壤有機(jī)質(zhì)均呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，有效鐵由上到下持續(xù)增加，有效錳和有效鋅呈現(xiàn)上高下低的趨勢(shì)，有效銅的分布趨勢(shì)是由上到下先增加后緩慢減少。糧草輪作體系80～100 cm土層有機(jī)質(zhì)含量在11.08～11.89 g·kg(-1)之間，糧豆輪作體系該土層含量為11.04～11.72 g·kg(-1)之間。糧草輪作系統(tǒng)中3年小麥的土壤有效鐵和有效錳含量較低，種植苜蓿和馬鈴薯可以提高土壤有效錳含量，連續(xù)種植小麥和連續(xù)種植苜蓿土壤有效鋅和有效銅含量出現(xiàn)下降的趨勢(shì)。糧豆輪作系統(tǒng)中小麥+糜子茬口土壤有效鐵含量較高，小麥茬口的土壤有效錳含量最低，比小麥+糜子茬口和豌豆茬口的含量平均低7.73%～30.55%。糧草輪作系統(tǒng)中土壤有效態(tài)微量元素的含量高于糧豆輪作系統(tǒng)，在80 cm以上土層，兩個(gè)輪作系統(tǒng)中土壤有效態(tài)微量元素的含量差異較大，在該土層以下，兩個(gè)系統(tǒng)間的差異減小。

關(guān)鍵詞：黃土高原；輪作；有機(jī)質(zhì)；有效態(tài)微量元素

微量元素主要來源于土壤，是植物生長(zhǎng)發(fā)育必需的微量元素，對(duì)植物生長(zhǎng)有重要意義，它們?cè)谕寥乐械暮俊⑿螒B(tài)分布和有效性受自然因素和人為因素雙重影響，其中耕作制度是影響土壤微量元素有效性的重要人為因素[1-5]。據(jù)報(bào)道，在2000多年前就有了關(guān)于黃土高原作物輪作制度的記載，并指出了作物輪作的必要性。輪作是用地養(yǎng)地相結(jié)合的一種生物學(xué)措施，它是指在同一塊田地上，有順序地在季節(jié)間或年季間輪換種植不同的作物或復(fù)種組合的一種種植方式?？茖W(xué)合理的輪作措施具有良好的生態(tài)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，具有防治農(nóng)田三害、均衡利用土壤養(yǎng)分和調(diào)節(jié)土壤肥力等優(yōu)點(diǎn)[6-9]。長(zhǎng)期輪作使土壤中微量元素的含量和分布發(fā)生了很大的變化，其最大特征就是耕層土壤的淋溶和深層土壤的相對(duì)富集[10]。長(zhǎng)期種植作物的土壤表層有機(jī)質(zhì)得到富集[11]，土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)已知的以各種穩(wěn)定絡(luò)合物存在于土壤和水中的Fe、Mn、Zn、Cu離子的積累和運(yùn)輸及其對(duì)植物根系供應(yīng)有重要影響[12-16]。不同種植系統(tǒng)中由于作物生物量、根系活動(dòng)以及對(duì)微量元素的吸收量不同，土壤中微量元素的含量和有效性會(huì)存在差異[17-19]。為此，在18年長(zhǎng)期定位試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研究了不同輪作次序?qū)ν寥烙行B(tài)微量元素含量分布的影響，以期為定量評(píng)價(jià)土壤微量元素肥力變化和充分發(fā)揮微量元素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)區(qū)概況

該長(zhǎng)期定位試驗(yàn)開始于1984年，試驗(yàn)布設(shè)在黃土高原中南部陜西省長(zhǎng)武縣十里鋪村旱地上。該地區(qū)屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸型季風(fēng)氣候，海拔1 200 m，日照時(shí)數(shù)2 226 h，>10℃積溫3 029℃，年均氣溫9.1℃，無霜期171 d，年均降雨578.5 mm，地下水埋深60 m以下，是典型的旱作雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)。供試土壤為粘質(zhì)黑壚土，母質(zhì)是中壤質(zhì)馬蘭黃土，全剖面土質(zhì)均勻疏松，通透性好，試驗(yàn)開始時(shí)土壤耕層有機(jī)碳含量為6.09 g·kg-1，全氮含量0.779 g·kg-1，有效N含量37.0 mg·kg-1，有效磷含量3.0 mg·kg-1，速效鉀含量129.3 mg·kg-1，有效鋅含量0.084 mg·kg-1，有效錳含量2.884 mg·kg-1，有效銅含量1.008 mg·kg-1，有效硼含量0.148 mg·kg-1，土壤肥力水平在該地區(qū)具有典型代表性。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)糧草輪作(CFR)和糧豆輪作(CLR)兩個(gè)種植系統(tǒng)，2002年糧草輪作系統(tǒng)分別為1年小麥、2年小麥、3年小麥、1年苜蓿、2年苜蓿、3年苜蓿、4年苜蓿和馬鈴薯八個(gè)處理，該系統(tǒng)為連續(xù)種植3年小麥，然后種植4年苜蓿，再種植1年馬鈴薯，隔年再重新開始種植小麥，8年為一輪作周期；糧豆輪作系統(tǒng)設(shè)小麥、豌豆和小麥+糜子三個(gè)處理，小麥+糜子處理為小麥6月份收獲后種植糜子，9月份糜子收獲后再種植小麥，3年為一輪作周期。不同處理種植的作物因1984年試驗(yàn)開始時(shí)種植作物不同而不同，每個(gè)處理均設(shè)3個(gè)重復(fù)，試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)排列，試驗(yàn)小區(qū)面積為10.26 m×6.5 m，試驗(yàn)管理同大田。

1.3樣品采集及分析

在2002年9月小麥種植前對(duì)各處理0～100 cm土壤樣品進(jìn)行采集和分析，0～20 cm耕層土壤每隔10 cm采集一次土壤樣品，20～100 cm土層每隔20 cm采集一次土壤樣品，自然風(fēng)干后，分別過1 mm和0.25 mm篩，供養(yǎng)分分析使用。

土壤有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定，土壤有效態(tài)Fe、Mn、Zn、Cu采用DTPA浸提-原子吸收法進(jìn)行測(cè)定，采用Excel2013進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。

2結(jié)果與分析

2.1不同輪作次序?qū)ν寥烙袡C(jī)質(zhì)含量剖面分布的影響

2.1.1糧草輪作和糧豆輪作對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)分布的影響由糧草輪作系統(tǒng)有機(jī)質(zhì)在土壤剖面上的分布(圖1)可以看出，4年苜蓿0～20 cm土層有機(jī)質(zhì)含量較高，20～60 cm土層含量迅速下降，60～100 cm土層出現(xiàn)小幅上升，但含量低于0～20 cm土層。其他處理土壤剖面有機(jī)質(zhì)含量分布趨勢(shì)與4年苜蓿相似。與其他處理相比，3年小麥的各層有機(jī)質(zhì)含量較低，其中0～10 cm土層僅為12.25 g·kg-1，明顯低于其他處理。在8年的糧草輪作體系中，輪作次序會(huì)影響土壤有機(jī)質(zhì)含量，不同處理土壤有機(jī)質(zhì)剖面分布趨勢(shì)與種植作物有關(guān)，小麥種植年限越久，各土層有機(jī)質(zhì)含量越低，苜蓿種植年限越久，有機(jī)質(zhì)含量越高，種植馬鈴薯也可以提高土壤的有機(jī)質(zhì)含量。

圖1糧草輪作中有機(jī)質(zhì)剖面分布

Fig.1Distribution of soil available organic matter in CFR

糧豆輪作體系中小麥+糜子處理各土層有機(jī)質(zhì)含量高于其他處理(圖2)。糧豆輪作體系有機(jī)質(zhì)剖面分布呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，在20～40 cm土層出現(xiàn)各處理有機(jī)質(zhì)含量的最小值，其中小麥處理的有機(jī)質(zhì)含量最低，僅為8.37 g·kg-1。在豌豆→小麥→小麥+糜子這樣的3年輪作體系中種植小麥+糜子的年份有利于土壤有機(jī)質(zhì)的積累，各土層有機(jī)質(zhì)含量最高。

圖2糧豆輪作中有機(jī)質(zhì)剖面分布

Fig.2Distribution of soil aorganic matter in CLR

2.1.2糧草輪作和糧豆輪作土壤有機(jī)質(zhì)分布差異比較糧草輪作系統(tǒng)中耕層有機(jī)質(zhì)含量較糧豆輪作系統(tǒng)有略微提高，這可能是由于糧草輪作系統(tǒng)中苜蓿的生物量較大，根茬和枝葉在土表的殘存比較多。糧草輪作系統(tǒng)土壤剖面有機(jī)質(zhì)含量的最小值出現(xiàn)在40～60 cm處，糧豆輪作系統(tǒng)有機(jī)質(zhì)含量的最小值出現(xiàn)在20～40 cm處，可見糧草輪作對(duì)20～40 cm土層有機(jī)質(zhì)也有一定的補(bǔ)給作用。糧草輪作體系80～100 cm土層有機(jī)質(zhì)含量在11.08～11.89 g·kg-1之間，糧豆輪作體系該土層含量為11.04～11.72 g·kg-1之間，兩個(gè)輪作體系之間差異不明顯，表明不同輪作體系對(duì)深層土壤有機(jī)質(zhì)含量不會(huì)產(chǎn)生影響。

2.2糧草輪作對(duì)土壤有效態(tài)微量元素分布的影響

2.2.1糧草輪作對(duì)土壤鐵分布的影響土壤有效鐵的剖面分布呈現(xiàn)上低下高的趨勢(shì)，并受糧草輪作次序的影響(圖3)。0～10 cm土層土壤有效鐵含量較低，其中3年小麥的含量最低，僅為3.494 mg·kg-1。隨著小麥種植年限的增加，0～10 cm土層有效鐵含量逐漸降低，1年小麥比3年小麥高22.44%，這主要是由于該土層小麥根系活動(dòng)旺盛，對(duì)土壤有效鐵有很強(qiáng)的吸收能力。40～100 cm土層有效鐵含量逐漸增大，20～40 cm土層有效鐵的含量平均為3.756 mg·kg-1，80～100 cm土層有效鐵的含量平均為4.561 mg·kg-1，增長(zhǎng)了21.43%，其中3年小麥增長(zhǎng)幅度最大，增長(zhǎng)36.46%。1年苜蓿和4年苜蓿土壤有效鐵的剖面分布差別不大，可見種植苜蓿對(duì)各層土壤有效鐵的含量影響不顯著。

圖3糧草輪作中有效鐵剖面分布

Fig.3Distribution of soil available iron in CFR

2.2.2糧草輪作對(duì)土壤錳分布的影響有效錳在土壤剖面上的分布趨勢(shì)是上高下低，表層(0～20 cm)土壤有效錳含量最高，底層(80～100 cm)土壤含量最低，而且不同茬口土壤有效錳含量也存在很大的差異(圖4)。在0～10 cm土層，土壤有效錳的分布趨勢(shì)是1年小麥>2年小麥>3年小麥，在10～20 cm土層其含量接近，在20～100 cm土層與0～10 cm土層的分布趨勢(shì)一致，但是各茬口土壤有效錳含量之間的差異沒有0～10 cm土層那么大，由此可見，連續(xù)種植小麥會(huì)使土壤有效錳的含量降低，但是10～20 cm土層由于小麥根系活動(dòng)旺盛，促進(jìn)了土壤部分難溶態(tài)錳的溶解，對(duì)小麥吸收的錳有所補(bǔ)償，因而使其含量相差不大。苜蓿和馬鈴薯在0～20 cm土層有效錳的平均含量為8.563 mg·kg-1，較小麥平均高出10.21%，在20～100 cm土層平均高出3.97%，由此可見，種植馬鈴薯和苜?？梢蕴岣弑韺油寥烙行уi的含量，但是對(duì)深層有效錳含量影響不明顯，這主要是由于苜蓿和馬鈴薯的地上部分生物量比較大，其凋落物在土表大量聚集，腐殖化作用增加了土壤有效錳的補(bǔ)給。

圖4糧草輪作中有效錳剖面分布

Fig.4Distribution of soil available manganese in CFR

2.2.3糧草輪作對(duì)土壤鋅分布的影響土壤有效鋅的分布呈現(xiàn)上高下低的趨勢(shì)，在0～20 cm土層各茬口作物有效鋅的平均含量為0.428 mg·kg-1，在20 cm以下土層有效鋅含量較穩(wěn)定，其平均為0.358 mg·kg-1，下降了16.36%。3年小麥和1年苜蓿中土壤有效鋅的剖面分布波動(dòng)比較大，但總體上仍然呈現(xiàn)上高下低的趨勢(shì)，由于3年小麥?zhǔn)?年苜蓿的前茬作物，所以它們的土壤有效鋅剖面分布走向相同。作物枯枝落葉的腐殖化作用可以補(bǔ)充表層土壤由于根系的吸收而減少的土壤有效鋅，而深層土壤的有效鋅難以補(bǔ)充，所以有效鋅的分布呈現(xiàn)上高下低的趨勢(shì)。有效鋅的剖面分布趨勢(shì)與種植作物類型有關(guān)。在0～20 cm土層苜蓿有效鋅平均含量為0.406 mg·kg-1，小麥的平均含量為0.446 mg·kg-1，馬鈴薯的平均含量為0.459 mg·kg-1，由此可見，連續(xù)種植苜蓿會(huì)明顯降低土壤有效鋅含量。苜蓿的生物量比較大，需要大量吸收土壤中的有效元素，加之連續(xù)種植苜蓿會(huì)降低其根系活動(dòng)能力，對(duì)土壤難溶態(tài)鋅的溶解較少，不足以彌補(bǔ)作物對(duì)鋅的吸收，所以土壤有效鋅含量會(huì)降低。

圖5糧草輪作中有效鋅剖面分布

Fig.5Distribution of soil available zinc in CFR

2.2.4糧草輪作對(duì)土壤銅分布的影響由有效銅在土壤剖面上的分布可以看出(圖6)，在0～40 cm土層，土壤有效銅的含量持續(xù)增加，在40～80 cm土層有效銅的含量較穩(wěn)定，在80 cm以下土層，有效銅的含量出現(xiàn)下降。在40～80 cm土層，各茬口作物土壤有效銅的含量平均為0.910 mg·kg-1，比0～10 cm土層高35.01%，比80～100 cm土層高29.45%。表層土壤根系活動(dòng)旺盛，對(duì)有效銅的吸收比較大，作物的殘留物經(jīng)過腐殖化作用進(jìn)入土壤后，有效銅向下遷移至40～80 cm土層富集，深層土壤的有效銅被吸收后無法得到補(bǔ)充，所以有效銅的剖面分布呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)。連續(xù)種植小麥和連續(xù)種植苜蓿后土壤有效銅的含量均出現(xiàn)略微下降的趨勢(shì)，這可能是由于根系的活動(dòng)逐漸減弱，土壤難溶態(tài)銅的溶解不足以彌補(bǔ)作物對(duì)有效銅的吸收造成的。

圖6糧草輪作中有效銅剖面分布

Fig.6Distribution of soil available copper in CFR

2.3糧豆輪作對(duì)土壤有效態(tài)微量元素分布的影響

2.3.1糧豆輪作對(duì)土壤有效鐵分布的影響 糧豆輪作體系中土壤有效鐵的分布呈現(xiàn)上低下高的趨勢(shì)(圖7)，在0～20 cm土層各茬口土壤有效鐵的平均含量為3.842 mg·kg-1，比80～100 cm土層低18.69%。在耕層土壤(0～20 cm)，作物根系活動(dòng)較旺盛，對(duì)土壤中有效鐵吸收比較多，土壤中難溶態(tài)鐵的溶解不能補(bǔ)給根系對(duì)有效鐵的吸收，在深層土壤中對(duì)有效鐵的吸收量較小，所以有效鐵的分布呈現(xiàn)上低下高的趨勢(shì)。在0～20 cm土層小麥茬口有效鐵的含量最高，豌豆茬口有效鐵含量最低，豌豆的生物量較大，其根系活動(dòng)旺盛，對(duì)有效鐵的吸收量較大，因此豌豆茬口的耕層土壤有效鐵含量最低。在20～80 cm土層，小麥+糜子茬口土壤有效鐵含量較高，小麥和豌豆的土壤有效鐵含量較低，在80～100 cm土層，小麥+糜子茬口土壤有效鐵含量較低。小麥+糜子茬口是小麥?zhǔn)斋@后種植糜子，糜子根系對(duì)深層土壤有效鐵具有吸附作用，但其根系分布較淺，因此其耕層土壤中有效鐵含量比小麥茬口低，深層土壤中的有效鐵在20～80 cm土層富集，80 cm以下土層分布較少。

圖7糧豆輪作中有效鐵剖面分布

Fig.7Distribution of soil available iron in CLR

2.3.2糧豆輪作對(duì)土壤有效錳分布的影響土壤有效錳的分布呈現(xiàn)上高下低的趨勢(shì)(圖8)，小麥茬口的土壤有效錳在各土層含量均最低，豌豆茬口比小麥+糜子茬口各土層土壤有效錳的含量略有提高，小麥茬口的有效錳含量在各土層的含量比其他兩個(gè)茬口的含量平均低7.73%～30.55%。由此可見，種植小麥會(huì)降低土壤有效錳的含量，小麥?zhǔn)斋@后再種植一茬糜子可以對(duì)土壤有效錳有所補(bǔ)充，種植豆科作物可以提高土壤中的有效錳含量。長(zhǎng)期種植豆科作物可以顯著地改善土壤錳素狀況，這是因?yàn)橥愣乖谏L(zhǎng)過程中酸化了土壤，降低了土壤pH值，促進(jìn)了土壤中難溶態(tài)錳的溶解釋放。

2.3.3糧豆輪作對(duì)土壤有效鋅分布的影響土壤有效鋅的分布趨勢(shì)是從耕層土壤到深層土壤波動(dòng)降低(圖9)，其中豌豆茬口的波動(dòng)最劇烈，其相鄰?fù)翆雍坎町愖畲罂蛇_(dá)0.173 mg·kg-1。在0～10 cm土層，梁豆輪作各茬口的土壤有效鋅含量出現(xiàn)最大值，其中小麥茬口含量最高，有效鋅含量為0.512 mg·kg-1，比豌豆茬口高23.97%，比小麥+糜子茬口高30.28%，這可能與作物的枯枝落葉在土壤表層的腐殖化作用比較強(qiáng)烈、作物的吸收量比較小以及底層土壤的有效鋅向該層富集有關(guān)。小麥+糜子茬口土壤有效鋅的含量波動(dòng)比較小可能是由于其種植作物種類多樣，不同作物之間可以互相協(xié)調(diào)土壤中有效鋅的分布；豌豆茬口的波動(dòng)小可能與豆科作物的根系分布和其固氮作用有關(guān)。

圖8　糧豆輪作中有效錳剖面分布

圖9糧豆輪作中有效鋅剖面分布

Fig.9Distribution of soil available zinc in CLR

2.3.4糧豆輪作對(duì)土壤有效銅分布的影響糧豆輪作的土壤有效銅的分布趨勢(shì)是先逐步減少，60 cm以下土層其含量保持不變(圖10)，維持在0.878～0.892 mg·kg-1之間。在0～20 cm土層，土壤有效銅平均含量為0.598 mg·kg-1，比穩(wěn)定土層低32.43%左右。耕層土壤的根系活動(dòng)必較旺盛，對(duì)有效銅的吸收量比較大，難溶態(tài)銅雖然有部分受根系活動(dòng)和其他因素的影響會(huì)有部分溶解于土壤溶液中，但是其含量較小，無法補(bǔ)充作物的吸收對(duì)有效銅的損耗，所以耕層土壤的有效銅含量較低，隨著土層加深，根系活動(dòng)逐漸減弱，作物吸收量的減小速率大于難溶態(tài)銅溶解減小速率，所以有效銅的含量逐漸增多，到了60 cm以下土層，作物的吸收速率與難溶態(tài)銅的溶解速率之間達(dá)到平衡，所以土壤中的有效銅含量保持不變。3個(gè)茬口的土壤有效銅含量在各層的分布差異比較小，由此可見，輪作次序?qū)τ行с~含量與分布影響比較小。

圖10糧豆輪作中有效銅剖面分布

Fig.10Distribution of soil available copper in CLR

2.4糧草輪作和糧豆輪作土壤有效態(tài)微量元素分布差異比較

糧草輪作系統(tǒng)和糧豆輪作系統(tǒng)的土壤中四種有效態(tài)微量元素的剖面分布趨勢(shì)基本相同，但是兩個(gè)系統(tǒng)的各土層有效態(tài)微量元素含量存在差異。在0～60 cm土層，糧草輪作系統(tǒng)中土壤有效鐵含量高于糧豆輪作系統(tǒng)，在60 cm以下土層兩者的差異逐漸減小。這主要是由于糧草輪作的苜蓿根系扎的比較深，對(duì)于60 cm以上土層中難溶態(tài)鐵的溶解量比較大；在60 cm以下土層根系活動(dòng)減弱，對(duì)難溶態(tài)鐵的活化量減少，兩個(gè)系統(tǒng)間沒有差異。對(duì)于土壤有效錳而言，糧草輪作系統(tǒng)中小麥茬口的含量高于糧豆輪作系統(tǒng)的小麥茬口。糧草輪作系統(tǒng)中種植的苜?？梢源龠M(jìn)土壤難溶態(tài)錳的溶解，有助于土壤中有效錳的積累，所以糧草輪作系統(tǒng)中小麥茬口的有效錳含量較高。糧草輪作系統(tǒng)中各土層土壤有效鋅的含量比糧豆輪作系統(tǒng)的含量有所提高，種植苜蓿和豌豆等豆科作物有助于土壤難溶態(tài)鋅的溶解，但是糧草輪作系統(tǒng)種植苜蓿的年數(shù)較多，糧豆輪作系統(tǒng)只種植一年豌豆，兩個(gè)系統(tǒng)中其他作物對(duì)土壤有效鋅消耗有限，特別是糧草輪作系統(tǒng)的消耗量較少，所以糧草輪作比糧豆輪作更有利于土壤有效鋅的積累。在0～80 cm土層，糧草輪作系統(tǒng)的各茬口土壤有效銅含量高于糧豆輪作系統(tǒng)各茬口的含量，在80 cm以下土層，糧草輪作系統(tǒng)的土壤有效銅低于糧豆輪作系統(tǒng)。兩個(gè)輪作種植的作物不同，不同作物的根系分布具有差異，特別是苜蓿根系分布比較深，對(duì)土壤難溶態(tài)銅的活化作用比較強(qiáng)，加之深層土壤中有效銅向該層富集，可以有效補(bǔ)充有效銅的吸收損耗；在較深土層，活化作用逐漸減弱，所以兩個(gè)輪作系統(tǒng)的土壤有效銅的分布會(huì)產(chǎn)生差異。

3結(jié)論

1) 因種植系統(tǒng)和輪作次序的不同，土壤有機(jī)質(zhì)和有效態(tài)微量元素在土壤剖面分布會(huì)產(chǎn)生差異，有機(jī)質(zhì)呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢(shì)，有效鐵的分布趨勢(shì)是由上到下持續(xù)增加，有效錳和有效鋅呈現(xiàn)上高下低的趨勢(shì)，有效銅的分布趨勢(shì)是由上到下先增加后緩慢減少。

2) 糧草輪作系統(tǒng)中3年小麥的土壤有效鐵和有效錳的含量較低，種植苜蓿和馬鈴薯可以提高土壤有效錳的含量，連續(xù)種植小麥和連續(xù)種植苜蓿的土壤中有效鋅和有效銅含量出現(xiàn)下降的趨勢(shì)。糧豆輪作系統(tǒng)中小麥+糜子茬口土壤有效鐵的含量較高，小麥茬口的土壤有效錳含量最低，輪作次序?qū)ν寥烙行т\和有效銅的影響較小。

3) 糧草輪作系統(tǒng)中耕層(0～20 cm)有機(jī)質(zhì)含量較糧豆輪作系統(tǒng)有略微提高，不同的輪作體系對(duì)于深層土壤有機(jī)質(zhì)含量影響較小。糧草輪作系統(tǒng)中土壤有效態(tài)微量元素的含量高于糧豆輪作系統(tǒng)，在60～80 cm以上土層，兩個(gè)輪作系統(tǒng)中土壤有效態(tài)微量元素的含量差異較大，在該土層以下，兩個(gè)系統(tǒng)間的差異減小。

參 考 文 獻(xiàn)：

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Effects of different rotation sequences in cultivation on the distribution of soil organic matter and available micronutrients on loess plateau

LI Long1, WEI Xiao-rong2, HAO Ming-de1,3

(1.CollegeofResourceandEnvironment,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China;2.StateKeyLaboratoryofSoilErosionandDryLandFarmingontheLoessPlateau,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China; 3.InstituteofSoilandWaterConservation,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

Abstract：Effects of different rotation sequences on the distribution of soil organic matter and available micronutrients were studied using potassium dichromate volumetric method and DTPA extraction-atomic absorption method on the basis of long-term experiment of Shilipu village of Changwu county. The results showed that the distribution of soil available micronutrients not only effected by the total amount of soil micronutrients, but also related with the crop rotation sequences. From surface soil to deep soil of different rotation sequences, the content of soil organic matter decreased first and then increased slowly, it continuously increased of the content of soil available Fe, the content of soil available Mn and Zn decreased gradually, the content of soil available Cu increased first and then decreased slowly. In the 80～100 cm soil layer, the content of organic matter of the cereal-forage rotation (CFR) was 11.08～11.89 g·kg(-1) and the clover-legumes rotation(CLR) was 11.04～11.72 g·kg(-1). The content of soil available Fe and Mn were lower than other crops of the CFR in the third years of wheat, planting alfalfa and potato could effectively increase the content of soil available Mn in CFR, continuous wheat cropping and alfalfa cropping could decrease the content of soil available Zn and Mn. The content of soil available Fe was higher than that of the CLR in the crops of wheat with broomcorn millet and the content of soil available Mn was the lowest of the CLR in the crops of wheat, and it average lower 7.73%～30.55% the crops of wheat with broomcorn millet and the crops of legumes. It was higher than CLR of the soil available micronutrients of CFR, there were great difference of the soil available micronutrients in CFR and CLR above 80cm soil layers, but the difference between CFR and CLR was reduced below 80 cm soil profiles.

Keywords:loess plateau; rotation; organic matter; available micronutrients

中圖分類號(hào)：S158.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

作者簡(jiǎn)介：李龍(1989—)，男，陜西咸陽人，在讀碩士，主要從事農(nóng)田水土保持研究。 E-mail: lilong8580@163.com通信作者：郝明德(1957—)，男，陜西華縣人，研究員，博士生導(dǎo)師，主要從事農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力研究。 E-mail: mdhao@msiswc.ac.cn

基金項(xiàng)目：國(guó)家科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目“農(nóng)田水土保持關(guān)鍵技術(shù)研究與示范農(nóng)田水土保持工程與耕作關(guān)鍵技術(shù)研究(2011BAD31B01)；寧夏農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)科技推廣項(xiàng)目(NTKJ-2013-03-1)

收稿日期：2015-03-26

doi:10.7606/j.issn.1000-7601.2016.02.15

文章編號(hào)：1000-7601(2016)02-0096-06