定位施用菌渣對稻田土壤團(tuán)聚體中碳氮含量的影響①

栗方亮，張 青，王煌平，王利民，王秋營,3，羅 濤*

(1 福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所，福州 350013；2 土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國家重點實驗室(中國科學(xué)院南京土壤研究所)，南京210008；3 福建農(nóng)林大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，福州 350002)

定位施用菌渣對稻田土壤團(tuán)聚體中碳氮含量的影響①

栗方亮1,2，張 青1，王煌平1，王利民1，王秋營1,3，羅 濤1*

(1 福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所，福州 350013；2 土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國家重點實驗室(中國科學(xué)院南京土壤研究所)，南京210008；3 福建農(nóng)林大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，福州 350002)

研究定位施用菌渣對稻田土壤團(tuán)聚體中碳、氮含量的影響，對菌渣的合理利用和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有一定的意義，同時可為揭示施用菌渣對稻田土壤肥力形成及演變的影響提供理論依據(jù)。本研究通過采集不同菌渣用量處理土壤，分析了稻田施用菌渣下土壤總有機(jī)碳和全氮及各粒級團(tuán)聚體中碳、氮含量的變化，得出了各級團(tuán)聚體對土壤有機(jī)碳和全氮的貢獻(xiàn)率。結(jié)果表明：施用菌渣各處理土壤總有機(jī)碳含量較對照提高4.07% ~ 15.71%(P>0.05)，其中，中量和高量菌渣處理土壤總有機(jī)碳含量分別為13.27 g/kg和12.81 g/kg。施用菌渣各處理土壤全氮含量較對照提高1.75% ~ 8.61% (P>0.05)，其中，中量和高量菌渣處理土壤全氮含量分別為1.47 g/kg和1.43 g/kg。總體而言，各處理中>1.0 mm 的各級土壤團(tuán)聚體中碳、氮含量顯著高于其他粒徑團(tuán)聚體，碳、氮主要分布在較大粒級團(tuán)聚體上。不同處理各粒級團(tuán)聚體分離的碳、氮回收率分別為77.05% ~ 87.36%、77.66% ~ 89.68%，說明獲得的各粒級團(tuán)聚體有機(jī)碳和全氮含量分布的結(jié)果是相對可靠的。由此，菌渣的施用提高了稻田土壤水穩(wěn)性大團(tuán)聚體中碳、氮的含量，其是改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，提高稻田土壤生產(chǎn)力的有效措施。

菌渣；土壤團(tuán)聚體；稻田；有機(jī)碳；全氮

我國是食用菌的主產(chǎn)國[1–2]，福建省食用菌產(chǎn)量居全國前列[3–4]，但每年產(chǎn)生的菌渣數(shù)量巨大。菌渣又被稱作菌糠、食用菌廢料等，是栽培食用菌后的下腳料。菌渣常被當(dāng)作垃圾處理，不僅嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境，還浪費(fèi)大量資源。資料表明，菌渣含有豐富的纖維素、木質(zhì)素、維生素、抗生素、礦質(zhì)元素和其他生物活性物質(zhì)[5–7]。因此菌渣還田等利用模式即為較好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)循環(huán)措施。

土壤團(tuán)聚體被認(rèn)為是指示土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的指標(biāo)[8–9]，是土壤結(jié)構(gòu)的基本單元，對土壤結(jié)構(gòu)改善、植物生長以及土壤有機(jī)碳儲備有著深遠(yuǎn)的影響[10–13]。土壤有機(jī)碳的固持和土壤團(tuán)聚作用密切相關(guān)、不可分割[14–15]。土壤團(tuán)聚作用對有機(jī)碳有物理保護(hù)[16?18]，同時有機(jī)碳也能促進(jìn)團(tuán)聚體的形成與穩(wěn)定[19–20]。團(tuán)聚體形成和有機(jī)碳固持的相互作用對于促進(jìn)土壤固碳具有重要意義[18,21]。

目前，國內(nèi)外對土壤團(tuán)聚體的形成、穩(wěn)定性以及與土壤有機(jī)碳和土壤肥力關(guān)系已經(jīng)取得了一定的研究結(jié)果[15,20,22–23]。對土壤團(tuán)聚體有機(jī)碳分布的研究主要集中于施肥處理后的土壤[9,24–25]及不同土地利用方式土壤[26]等方面。一般研究發(fā)現(xiàn)，長期定位施肥處理土壤有機(jī)碳氮主要分配在大團(tuán)聚體上[9,24–25]。而何淑勤和鄭子成[26]指出，林地和撂荒地土壤有機(jī)碳含量隨粒徑的減小而遞增；耕地在 0.25 ~ 0.5 mm 和<0.25 mm 團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量較高，園地則以 0.25 ~ 0.5 mm 粒徑團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量最高，表明了土地利用方式的差異性。

有關(guān)菌渣方面也有部分研究。菌渣還田梨園后土壤孔隙度增加4.2% ~ 11.5%，土壤總有機(jī)碳含量提高32.7% ~ 56.0%[2]。施用菌渣能顯著增加香蕉的果穗重量、果指總重，有效增加土壤有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量[27]。施用菌渣可有效增加水稻的分蘗數(shù)和有效穗數(shù)，提高稻谷產(chǎn)量，有效增加稻田土壤的堿解氮、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量和土壤脲酶、轉(zhuǎn)化酶和脫氫酶酶活性[5,28]。但對于不同用量菌渣連續(xù)多年還田處理下土壤團(tuán)聚體有機(jī)碳、氮含量分布等，目前仍然研究得較少[29]。

筆者已報道了稻田施用菌渣處理土壤團(tuán)聚體的組成[30]。本研究利用水稻田施用菌渣開展定位試驗，進(jìn)行水稻–稻草–食用菌(蘑菇)–菌渣–稻田的循環(huán)利用，并探索稻田連續(xù)施用菌渣對土壤和土壤團(tuán)聚體內(nèi)有機(jī)碳、氮含量的影響，以期為科學(xué)施用菌渣提供理論依據(jù)，對土壤與農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有一定的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

菌渣連續(xù)施用定位觀測站建立在福建省龍海市角美臺商投資區(qū)龍江村(117°53′46″E, 24°34′16″N)。試驗區(qū)于2007年開始每年種植雙季稻，水稻品種為雜交水稻‘豐兩優(yōu)1號’。試驗田設(shè)6個處理，3個重復(fù)，共18個試驗小區(qū)，每個小區(qū)面積為22.8 m2，各小區(qū)用水泥埂隔開，灌排水功能良好，四周設(shè)計保護(hù)行。供試菌渣來自當(dāng)?shù)仉p胞蘑菇栽培戶，其有機(jī)碳、全氮、全磷和全鉀含量為398.45、18.8、4.61 和6.37 g/kg，碳氮比為33.2。

1.2 試驗設(shè)計與樣品采集

試驗田共設(shè)計6個處理。處理①：無肥組(CK)；處理②：化肥組(CF)，純N施用量180 kg/hm2，N、P2O5、K2O質(zhì)量比為12︰4︰9；處理③：低量菌渣(MR1)，菌渣施用量為4 788 kg/hm2，折合純N 90 kg/hm2(根據(jù)菌渣含氮量計算)；處理④：中低量菌渣(MR2)，菌渣施用量為7 180.5 kg/hm2，折合純N 135 kg/hm2；處理⑤：中量菌渣(MR3)，菌渣施用量為9 574.5 kg/hm2，折合純N 180 kg/hm2；處理⑥：高量菌渣(MR4)，菌渣施用量為11 968.5 kg/hm2，折合純N 225 kg/hm2。處理②的基肥、分蘗肥和穗肥的施用比例分別為50%、30%和 20%；處理③ ~ ⑥的菌渣全部作基肥施用，追肥用化肥，比例同處理②。

土壤采樣時間為2013年晚稻收獲后，采樣深度0 ~ 20 cm， 每個小區(qū)依據(jù)“之”字形采集5個點混合成1個土樣。采樣時使土塊不受擠壓以保持原狀結(jié)構(gòu)，剝?nèi)ネ翂K外直接與土鏟接觸而變形的土壤后放入盒中，帶回實驗室，在硬紙板上攤開成均勻的薄層，將土壤沿自然斷裂面掰成直徑 1 cm左右的小土塊，在風(fēng)干過程中去掉石礫和殘根等。

1.3 測定項目與方法

用德碼 zy200型土壤水穩(wěn)性團(tuán)粒分析儀(上海德碼信息技術(shù)有限公司生產(chǎn))分離團(tuán)聚體，具體操作為：稱取100 g風(fēng)干土，將土樣攤平放在最大孔徑篩上(套篩孔徑自上而下依次為2.0、1.0、0.5、0.25和0.106 mm)，沿桶壁緩慢加入去離子水沒過土樣，浸泡、潤濕5 min，豎直上下振蕩5 min，振幅3.0 cm，40次/min。分離出>2.0、1.0 ~ 2.0、0.5 ~ 1.0、0.25 ~ 0.5、0.106 ~ 0.25和<0.106 mm的土壤團(tuán)聚體。收集各級篩層團(tuán)聚體并分別轉(zhuǎn)移至鋁盒中，在50℃下烘干稱質(zhì)量。

有機(jī)碳和全氮的測定：土壤原土及各級團(tuán)聚體烘干稱重后磨細(xì)過100目篩，進(jìn)行土壤碳、氮含量的測定。有機(jī)碳用H2SO4-K2CrO7外加熱法測定，全氮用凱氏法測定[31]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，采用SPSS16.0和DPS(v3.01專業(yè)版)軟件相結(jié)合進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌渣處理對稻田土壤有機(jī)碳含量的影響

2.1.1 土壤總有機(jī)碳 經(jīng)過連續(xù) 7年的菌渣施用下的雙季稻栽培模式，不同菌渣用量處理下土壤總有機(jī)碳含量表現(xiàn)出一定的差異(圖 1)。施用菌渣各處理(MR1 ~ MR4)土壤總有機(jī)碳含量高于對照處理(CK)和化肥處理(CF)，其中較CK高 4.07% ~ 15.71%。中量(MR3)和高量菌渣處理(MR4)土壤總有機(jī)碳含量最高，分別為13.27 g/kg和12.81 g/kg，其次為中低量(MR2)和低量菌渣(MR1)處理；對照和化肥處理土壤總有機(jī)碳含量最低，為11.47 g/kg和11.09 g/kg。除CF處理和 MR3處理土壤總有機(jī)碳含量差異顯著(P<0.05)外，其余處理之間差異均不顯著(P>0.05)

圖1 菌渣處理對稻田土壤總有機(jī)碳含量的影響Fig. 1 Effects of mushroom residues on soil organic carbon contents of paddy soil

2.1.2 各級團(tuán)聚體中的有機(jī)碳 有機(jī)碳在不同粒級水穩(wěn)性團(tuán)聚體中的含量與分布情況見圖2。結(jié)果表明，本試驗中>2、1 ~ 2、0.5 ~ 1、0.25 ~ 0.5、0.106 ~ 0.25及<0.106 mm各級團(tuán)聚體中有機(jī)碳的含量分別為10.53 ~ 13.33、9.65 ~ 13.21、7.50 ~ 9.82、8.48 ~10.41、8.83 ~ 10.63和8.58 ~ 10.53 g/kg。同一處理不同粒級水穩(wěn)性團(tuán)聚體中，>0.5 mm的團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量的變化趨勢為：2 mm以上>1 ~ 2 mm>0.5 ~ 1 mm；而<0.5 mm的土壤團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量的變化趨勢為：0.106 mm以下>0.106 ~ 0.25 mm>0.25 ~ 0.5 mm?？傮w而言，>1.0 mm 的各級團(tuán)聚體有機(jī)碳含量顯著高于其他粒徑團(tuán)聚體，表明有機(jī)碳主要分布在較大粒級團(tuán)聚體中。

施用菌渣對不同粒級團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量的影響表現(xiàn)出一定差異，1 ~ 2 mm和>2 mm粒徑的土壤團(tuán)聚體比不施用菌渣的團(tuán)聚體有機(jī)碳含量高。所有處理中，中量菌渣處理(MR3)各粒級團(tuán)聚體的總量有機(jī)碳含量最高，按粒級從大到小，各級團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量比對照分別高 26.6%、25.9%、4.27%、11.9%、2.9% 和 21.1%。而高量菌渣各粒級團(tuán)聚體的總量有機(jī)碳含量次之，這與土壤有機(jī)碳總含量趨勢一致。

圖2 菌渣處理對稻田土壤各級團(tuán)聚體有機(jī)碳含量的影響Fig. 2 Effects of mushroom residues on organic carbon contents of soil aggregates in paddy soil

2.2 菌渣處理對稻田土壤氮含量的影響

2.2.1 土壤全氮 不同菌渣用量處理下耕層土壤全氮含量同樣表現(xiàn)出一定的差異，但是趨勢與土壤總有機(jī)碳稍有不同(圖3)。施用菌渣各處理(MR1 ~ MR4)土壤全氮含量高于對照處理(CK)和化肥處理(CF)，施肥菌渣各處理全氮含量平均1.29 ~ 1.47 g/kg，較CK提高1.75% ~ 8.61%，其中，MR3和 MR4 處理土壤全氮含量分別為1.47 g/kg和1.43 g/kg(圖3)。但總體上，施用不同用量的菌渣并沒有對土壤全氮造成顯著的影響(P>0.05)。

圖3 菌渣處理對稻田土壤全氮含量的影響Fig. 3 Effects of mushroom residues on soil total nitrogen contents of paddy soil

2.2.2 各級團(tuán)聚體中的氮 土壤氮在不同粒級團(tuán)聚體中的含量與分布情況見圖 4。本試驗中>2、1 ~ 2、0.5 ~ 1、0.25 ~ 0.5、0.106 ~ 0.25 及<0.106 mm各級團(tuán)聚體中氮的含量分別為1.28 ~ 1.58、0.76 ~ 1.21、1.04 ~ 1.19、0.92 ~ 1.23、1.05 ~ 1.35、1.10 ~ 1.22 g/kg。同一處理不同粒級水穩(wěn)性團(tuán)聚體中，>0.5 mm的團(tuán)聚體中氮含量的基本變化趨勢為：2 mm以上>1 ~ 2 mm> 0.5 ~ 1 mm；而<0.5 mm土壤團(tuán)聚體中氮含量的變化趨勢為：0.106 mm以下>0.106 ~ 0.25 mm > 0.25 ~ 0.5 mm。團(tuán)聚體中氮含量的變化趨勢基本和團(tuán)聚體有機(jī)碳的變化趨勢相同?？傮w而言，>1.0 mm 的各級團(tuán)聚體中氮含量顯著高于其他粒徑團(tuán)聚體，表明氮主要分布在較大粒級團(tuán)聚體上，和有機(jī)碳趨勢類似。15.30% ~ 17.04%、14.51% ~ 16.59%、10.17% ~ 13.94%、11.49% ~ 13.54%、11.97% ~ 14.49% 和 12.46% ~ 14.70%(表1)，各粒級團(tuán)聚體中氮占土壤全氮的比例分別為14.85% ~ 18.47%、8.84% ~ 15.54%、12.31% ~ 13.84%、11.84% ~ 14.54%、11.93% ~ 16.64% 和13.18% ~ 14.82%(表2)。

圖4 菌渣處理對稻田土壤團(tuán)聚體中氮含量的影響Fig. 4 Effects of mushroom residues on nitrogen contents of soil aggregates in paddy soil

表1 不同粒級團(tuán)聚體對土壤總有機(jī)碳的貢獻(xiàn)率(%)Table 1 Contribution rates of different size aggregates to soil organic carbon

表2 不同粒級團(tuán)聚體對土壤全氮的貢獻(xiàn)率(%)Table 2 Contribution rates of different size aggregates to soil total nitrogen

施用菌渣在一定程度上影響了部分粒級團(tuán)聚體對土壤有機(jī)碳和全氮的貢獻(xiàn)率。施用菌渣各處理>2 mm團(tuán)聚體對土壤有機(jī)碳和全氮的貢獻(xiàn)率最高。本研究中，土壤碳、氮大部分賦存于>0.25 mm水穩(wěn)性大團(tuán)聚體中，大團(tuán)聚體對土壤有機(jī)碳的貢獻(xiàn)率為 52.62% ~ 58.57%，對全氮的貢獻(xiàn)率為 52.54% ~ 59.33%。<0.25 mm水穩(wěn)性微團(tuán)聚體對土壤有機(jī)碳的貢獻(xiàn)率為24.44% ~ 28.83%，對全氮的貢獻(xiàn)率為25.11% ~ 31.46%。

3 討論

土壤有機(jī)碳能促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成。一般長期試驗研究證明[9,24–25]，長期施有機(jī)肥能顯著提高土壤中有機(jī)碳含量，且增加各團(tuán)聚體有機(jī)碳的含量。劉恩科等[32]在褐潮土、黑壚土上研究得出，長期施用有機(jī)肥、秸稈還田可顯著提高水穩(wěn)定性大團(tuán)聚體的含量，并增加大團(tuán)聚體中有機(jī)碳的含量和儲量。本研究也顯示，施肥菌渣各處理土壤有機(jī)碳含量比對照處理提高 4.07% ~ 15.71%，說明施用菌渣在一定程度上增加了土壤有機(jī)碳含量。土壤有機(jī)碳的增加部分是由于菌渣的加入增加了有機(jī)殘茬的輸入量。有研究認(rèn)為有機(jī)肥中約有半數(shù)的碳在季節(jié)后保留在土壤中，施有機(jī)肥土壤有機(jī)質(zhì)的積累主要來源于有機(jī)肥自身的施用，并不來源于植物生物量的變化[33–35]。許多研究指出有機(jī)肥加入和有機(jī)肥與無機(jī)肥合理配施是一種能夠改善土壤養(yǎng)分、增加土壤有機(jī)碳水平的管理措施。

有研究揭示，對于2︰1型黏土礦物為主的土壤，有機(jī)質(zhì)是團(tuán)聚體形成的主要黏結(jié)劑[16,18,21]，團(tuán)聚體的粒級越大，結(jié)合的土壤有機(jī)碳濃度越大。氧化土和1︰1型黏土礦物為主的土壤，其團(tuán)聚體形成依賴于氧化物和高嶺石晶片之間的相互靜電作用[36]。紅壤性水稻土以1︰1型黏土礦物高嶺石為主，在長期投入有機(jī)物質(zhì)后，土壤結(jié)構(gòu)可能已經(jīng)轉(zhuǎn)為以有機(jī)膠結(jié)劑為主或者是有機(jī)無機(jī)兼之的結(jié)構(gòu)[37]。紅壤的鐵、鋁氧化物等無機(jī)膠結(jié)劑也在起一定的作用，可能這些因素綜合導(dǎo)致了紅壤性水稻土團(tuán)聚體的黏結(jié)。

土壤中穩(wěn)定性大團(tuán)聚體(>0.25 mm)的數(shù)量和穩(wěn)定性是土壤結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵指標(biāo)[21,38]。大量研究顯示，施糞肥和秸稈能增加大團(tuán)聚體含量，并提高團(tuán)聚體的穩(wěn)定性[39–41]。筆者已有的研究結(jié)果也類似[29–30]。大多數(shù)研究證明，長期定位施肥處理土壤有機(jī)碳氮主要分配在大團(tuán)聚體上[9,24–25,42–45]。如李輝信等[9]發(fā)現(xiàn)同施肥處理同發(fā)生層不同粒徑團(tuán)聚體有機(jī)碳儲量從高到低的順序為：>3、1 ~ 3、0.25 ~ 1、0.05 ~ 0.25和< 0.05 mm。長期施肥處理下土壤>0.25 mm大團(tuán)聚體比<0.25 mm微團(tuán)聚體含有更多的碳和氮[25]。不同利用方式旱地紅壤中，有機(jī)碳、全氮主要分布在> 5、5 ~ 2和 2 ~ 1 mm的較大粒徑水穩(wěn)性團(tuán)聚體中[42]。在本研究中，不同菌渣用量處理，其>1.0 mm 的各級團(tuán)聚體有機(jī)碳含量顯著高于其他粒徑團(tuán)聚體，有機(jī)碳主要分布在較大粒級團(tuán)聚體上，與已有的研究結(jié)果也類似。所有處理中，中、高量菌渣處理各粒級團(tuán)聚體的總有機(jī)碳含量比其他處理高，這與前面測得的土壤有機(jī)碳總含量一致。

土壤中有機(jī)碳的保持主要取決于土壤全氮含量，土壤有機(jī)碳及全氮的消長趨勢往往是一致的，同樣土壤團(tuán)聚體氮的變化趨勢基本和團(tuán)聚體有機(jī)碳的變化趨勢相同[42,46–47]。本研究中，總體而言，施用菌渣各處理土壤全氮含量高于對照處理，但各處理之間差異不顯著。>1.0 mm 的各級團(tuán)聚體中氮含量顯著高于其他粒徑團(tuán)聚體，表明氮主要分布在較大粒級團(tuán)聚體上，和碳趨勢類似。同樣郭菊花等[24]揭示，土壤碳、氮主要分配在2 ~ 0.25 mm的大團(tuán)聚體上，其次是>2 mm的大團(tuán)聚體。施用菌渣后，>2 mm粒徑的土壤比不施用菌渣的團(tuán)聚體氮含量高。各處理中，中量菌渣處理(MR3)在0.5 ~ 1 mm和0.25 ~ 0.5 mm的粒級團(tuán)聚體的總量氮含量最高，高量菌渣處理(MR4)在>2 mm的粒級團(tuán)聚體的總量氮含量最高。

本研究中，不同處理各粒級團(tuán)聚體分離的碳、氮回收率分別為77.05% ~ 87.36%、77.66% ~ 89.68%，這表明土壤有機(jī)碳和全氮在團(tuán)聚體分離過程中未造成明顯損失。施用菌渣在一定程度上影響了部分粒級團(tuán)聚體對土壤有機(jī)碳和全氮的貢獻(xiàn)率。施用菌渣各處理>2 mm粒級團(tuán)聚體對土壤有機(jī)碳和全氮的貢獻(xiàn)率最高，其次為1 ~ 2 mm粒級團(tuán)聚體，與前人研究結(jié)果類似[9,24–25]。試驗說明土壤有機(jī)碳和全氮主要分配在大團(tuán)聚體上，而其他粒級團(tuán)聚體的碳、氮量的貢獻(xiàn)率大體相當(dāng)。主要原因可能是植物殘體和有機(jī)肥的施入，能為微生物維系生命活動提供充足能量，從而促進(jìn)土壤表層的生物活性，包括真菌生長、根和土壤動物區(qū)系，有助于大團(tuán)聚體內(nèi)部結(jié)合形成微粒有機(jī)質(zhì)[32,48]。因此，有機(jī)物的施入可增加土壤的團(tuán)聚化作用，并在一定程度上抵消耕作對土壤團(tuán)聚化的破壞[49]，從而對土壤碳產(chǎn)生物理保護(hù)作用，并可能有助于土壤有機(jī)碳的固定。而李婕等[48]研究卻發(fā)現(xiàn)塿土0 ~ 10 cm土壤長期施用有機(jī)物較單施化肥和不施肥顯著提高了有機(jī)碳含量以及所有大小團(tuán)聚體有機(jī)碳的含量，特別是顯著增加了< 2 mm干篩團(tuán)聚體有機(jī)碳含量，說明對于干篩團(tuán)聚體，有機(jī)碳主要儲存在小團(tuán)聚體中。與本研究結(jié)果及其他人采用的濕篩法的研究結(jié)果不同，可能是由于所采用的團(tuán)聚體分級方法不同，或者也可能因為是土壤進(jìn)行耕作種植后更易使大干篩團(tuán)聚體破裂。

關(guān)于有機(jī)肥施用后土壤團(tuán)聚體組分中養(yǎng)分富集的研究存在著許多不同[50]，可能是由于每項研究中團(tuán)聚體組分分離的方法、土壤類型、農(nóng)田措施和有機(jī)肥來源之間存在著差異，導(dǎo)致了研究結(jié)果的不同。

4 結(jié)論

經(jīng)過連續(xù)7年的菌渣施用下的雙季稻栽培模式，不同菌渣用量處理下土壤有機(jī)碳和全氮含量表現(xiàn)出一定的差異。施用菌渣各處理土壤有機(jī)碳含量較對照提高4.07% ~ 15.71%(P>0.05)，中量和高量菌渣處理土壤有機(jī)碳含量分別為13.27 g/kg和12.81 g/kg。施用菌渣各處理土壤全氮含量較對照提高 1.75% ~ 8.61%(P>0.05)，中量和高量菌渣處理土壤全氮含量分別為1.47 g/kg和1.43 g/kg。總體而言，>1.0 mm 的各級團(tuán)聚體中碳、氮含量顯著高于其他粒徑團(tuán)聚體，碳、氮主要分布在較大粒級團(tuán)聚體上。不同處理各粒級團(tuán)聚體分離的碳、氮回收率分別為 77.05% ~ 87.36%、77.66% ~ 89.68%，本研究獲得的各粒級團(tuán)聚體有機(jī)碳和全氮含量分布的結(jié)果是相對可靠的?？傊氖┯锰岣吡说咎锿寥浪€(wěn)性大團(tuán)聚體中碳、氮的含量，其是改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，提高稻田土壤生產(chǎn)力的有效措施。

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Effects of Positioning Application of Mushroom Residues on Carbon and Nitrogen Contents in Soil Aggregates of Paddy Field

LI Fangliang1,2, ZHANG Qing1, WANG Huangping1,WANG Limin1, WANG Qiuying1,3, LUO Tao1*
(1 Institute of Soil and Fertilizer, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350013, China; 2 State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture, Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China; 3 College of Resource and Environmental Science, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China)

Studying the effects of the positioning application of mushroom residues on carbon and nitrogen in soil aggregates of paddy field is significant for the reasonable utilization of the mushroom residues and the sustainable development of agriculture, and it can provide theoretical bases for revealing the influence mechanism of the application of mushroom residues on the formation and evolution of soil fertility in paddy field. The soil organic carbon and total nitrogen of soil and soil aggregates at different sizes were studied by collecting soils with different dosage mushroom residues, and the contribution rates of soil aggregates to soil organic carbon and total nitrogen were analyzed. The results showed that the content of soil organic carbon was 4.07%–15.71% higher than that of the control respectively. The contents of soil organic carbon in the treatments with medium and high mushroom residues were 13.27 g/kg and 12.81 g/kg, respectively. The soil total nitrogen content with mushroom residues was 1.75%–8.61% higher than that of the control (P>0.05), and the content of soil total nitrogen with medium and high mushroom residues were 1.47 g/kg and 1.43 g/kg, respectively. In general, the carbon and nitrogen contents of >1 mm soil aggregates were significantly higher than those of other size aggregates. It showed that carbon and nitrogen were mainly distributed in the larger size aggregates. The recovery rates of organic carbon and total nitrogen in different size aggregates were 77.05%–87.36% and 77.66%–89.68%, respectively. The results were reliable and could indicate that mushroom residue could increase the contents of organic carbon and nitrogen of water stable aggregates, could improve soil aggregate structure, and thus was an effective measure to improve the productivity of paddy soil.

Mushroom residue; Soil aggregate; Paddy field; Organic carbon; Total nitrogen

S158.2

A

10.13758/j.cnki.tr.2017.01.011

“十二五”國家科技支撐計劃項目(2012BAD14B15)、土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國家重點實驗室(中國科學(xué)院南京土壤研究所)開放基金項目(Y412201437)和福建省屬公益類基本科研專項(2015R1022-8)資助。

* 通訊作者(luotaofjfz@188.com)

栗方亮(1980—)，男，山東高密人，博士，助理研究員，主要從事農(nóng)業(yè)環(huán)境與土壤生態(tài)研究。E-mail: lifl007@qq.com