耕作制度對稻田土壤有機碳季節(jié)變化的影響—以海南省定安縣為例

唐 薇，趙志忠，王軍廣，趙澤陽

耕作制度對稻田土壤有機碳季節(jié)變化的影響—以海南省定安縣為例

唐 薇，趙志忠*，王軍廣，趙澤陽

(海南師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，?？?571158)

為了解耕作制度對稻田土壤有機碳時間變化的影響，選擇了海南省定安縣4種不同耕作制度下的稻田（一熟制、二熟制、三熟制和撂荒地）為研究對象，對比分析其表層土壤在2019年冬季（1月）、春季（4月）、夏季（7月）和秋季（10月）的有機碳和易氧化有機碳含量差異。結(jié)果表明，研究區(qū)稻田土壤有機碳含量在四個季節(jié)都表現(xiàn)為二、三熟制高，一熟制和撂荒地低，且在春季和夏季差異較大，夏季差異最為顯著。各耕作制度下稻田土壤有機碳含量年內(nèi)變化不明顯。研究區(qū)不同耕作制度下稻田土壤易氧化有機碳含量都在春季時最高，一熟制和二熟制稻田土壤易氧化有機碳含量在土壤總有機碳中的占比年內(nèi)變化明顯，三熟制和撂荒地易氧化有機碳占比則較穩(wěn)定。研究區(qū)稻田土壤有機碳和易氧化有機碳總體呈正相關(guān)關(guān)系，但由于耕作制度的不同使得其在不同季度兩者之間的相關(guān)性存在一定差異?？梢姷咎锔髦贫葘ν寥烙袡C碳的累積和固定有一定影響。

耕作制度；土壤有機碳；土壤易氧化有機碳；時間變化

土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的有機碳庫[1]。土壤有機碳是在一定面積范圍內(nèi)由土壤微生物作用形成的腐殖質(zhì)、保留在土壤中的動植物殘體和土壤微生物體內(nèi)所含碳的總量，長久以來被認為是評價土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)[2]。另外，由于人類對自然資源的濫用及土地利用方式的改變等活動，土壤碳庫和大氣之間的碳循環(huán)平衡遭到破壞，大量土壤有機碳被氧化并以CO2的形式釋放到大氣中去，增加了溫室氣體的排放，一定程度上影響到了全球氣候變化[3]。水稻土是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的一部分，其發(fā)育過程很大程度受到人類耕作活動的影響，強烈的人為干擾使得其成為對大氣溫室氣體累積貢獻最大的土壤類型，積累量占到人類活動釋放到大氣CO2的1/4[4]。近年來，學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn)，通過對農(nóng)田耕作管理制度進行調(diào)整可以改變土壤團聚體結(jié)構(gòu)等理化性質(zhì)，影響土壤有機碳的周轉(zhuǎn)[5-6]。因此，了解耕作制度對稻田土壤有機碳累積的影響，不僅對提高稻田土壤質(zhì)量、科學(xué)利用和保護有限的稻田土壤資源具有重大意義，同時也是研究全球碳循環(huán)過程和預(yù)測氣候變化趨勢需重點關(guān)注的問題。

為了更好地研究土壤有機碳的累積機制，前人根據(jù)其穩(wěn)定性將有機碳分為活性、慢性和惰性有機碳庫3部分，其中的活性有機碳被認為是指示土壤物理性質(zhì)和有機物礦化、評價土壤肥力和土壤經(jīng)營措施對土壤質(zhì)量影響的重要指標(biāo)，是被廣泛關(guān)注和深入研究的組分[7]。土壤易氧化有機碳作為土壤活性碳庫的重要組成部分，其具有一定溶解性，在土壤中移動較快、不穩(wěn)定、易氧化且易被土壤微生物礦化分解，對植物養(yǎng)分供應(yīng)具有直接作用[8]。研究認為，土壤易氧化有機碳比總有機碳更能靈敏地反應(yīng)土壤的理化性質(zhì)變化，可作為表征土壤潛在生產(chǎn)力和人為耕作管理措施等變化導(dǎo)致土壤有機質(zhì)變化的敏感指標(biāo)之一，被認為是土壤碳庫短期變化的重要指示因子[9-10]。另外，土壤易氧化有機碳占土壤總有機碳的比例更是反映土壤碳穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，土壤易氧化有機碳占有機碳的比例越高，說明土壤碳活性越大，越不穩(wěn)定，土壤肥力相對越低[11-12]。因此，土壤易氧化有機碳含量及其占總有機碳的比例常被作為評價土壤管理的重要指標(biāo)。

綜上所述，土壤有機碳和易氧化有機碳的研究已經(jīng)引起了國內(nèi)外眾多學(xué)者的關(guān)注，而海南省近年來也有部分學(xué)者針對這一問題進行了相關(guān)研究。呂成文等[13]、呂麗萍等[14]對整個海南省土壤有機碳時空變化規(guī)律進行了長期研究，李燕等[15]、邢瑤麗等[16]也針對海南省部分地區(qū)不同土地利用方式下土壤有機碳和易氧化有機碳的分布進行了相關(guān)研究，這些研究詳細介紹了海南省有機碳儲量和變化情況，并探究了土地利用方式對農(nóng)田土壤有機碳的影響，但針對不同的耕作制度對稻田土壤有機碳累積過程影響的相關(guān)研究涉及還比較少。海南省地處熱帶，具有高溫多雨的氣候特征，也使得稻田具有一年三熟的優(yōu)勢，這一特性使得熱帶地區(qū)水稻田耕作制度具有更多的選擇，為研究不同耕作制度下土壤有機碳的變化規(guī)律提供了有利條件。本研究以海南省定安縣作為研究對象，采集一熟制、二熟制、三熟制和撂荒地四種類型的稻田，探討不同的耕作制度對土壤有機碳累積特征的影響，以期為研究區(qū)稻田土地資源科學(xué)可持續(xù)利用提供新的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

本次研究選擇海南中部的定安縣為研究區(qū)，研究區(qū)屬于熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年均氣溫24.7℃，總降水量2 007 mm左右，年平均日照時數(shù)為1 992 h，一年分旱雨兩季，11月到次年4、5月為旱季，5～10月為雨季，土壤以赤紅壤為主。通過實地調(diào)查及訪問，在研究區(qū)選擇了3個典型區(qū)域作為采樣區(qū)，分別命名為S1～S3（如圖1所示），其中S1采樣區(qū)有相鄰的2塊二熟制稻田和1塊撂荒地作為研究樣點，S2采樣區(qū)有相鄰的1塊一熟制稻田和1塊撂荒地作為研究樣點，S3采樣區(qū)有2塊三熟制稻田和1塊撂荒地作為研究樣點，共選取8塊不同類型的稻田進行采樣，每個樣地在5 m×5 m范圍內(nèi)，隨機選取2個取樣點，每個樣點采集一個深度為30 cm的柱狀樣，將樣品充分混合后裝入封口袋編號并帶回實驗室。本次研究分別于2019年冬季（1月）、春季（4月）、夏季（7月）和秋季（10月）4個不同季度在相同的樣點進行了4次采樣。所選樣地特征如下：

一熟制稻田：土壤大多呈紅棕色。采用傳統(tǒng)犁耕進行耕作，灌溉主要依賴自然降水。6月底7月初時插秧，10月中旬收割。一般在插秧前施加氮肥等化肥，水稻生長期再根據(jù)長勢增施復(fù)合肥，施肥1～3次，秸稈不還田。

二熟制稻田：土壤大多呈黃棕色。采用傳統(tǒng)犁耕進行耕作，雨季依賴于自然降水，旱季抽水進行灌溉。一年兩次生長期，第一稻于清明前插秧，6月中旬收割，第二稻于6月底7月初時插秧，10月中旬收割。插秧前施加氮肥等化肥，全年施肥2～5次，秸稈不還田。

三熟制稻田：土壤大多呈黃棕、暗棕色。采用傳統(tǒng)犁耕進行耕作，雨季依賴于自然降水，旱季抽水進行灌溉。一年3次生長期，第一稻于前一年12月底插秧，第二年3月中旬收割；第二稻于清明前插秧，6月中旬收割；第三稻于6月底7月初時插秧，10月中旬收割。施肥方式與一熟及二熟制稻田相同，全年施肥3～7次，秸稈不還田。

圖1 采樣區(qū)分布圖（審圖號：GS(2013)2541）

Figure 1 Distribution of sampling area

撂荒地：土壤大多呈棕色。在撂荒前為水稻田，撂荒時間在3年以上，地表生長有雜草，利于積水，形成類似沼澤濕地的土地類型。

1.2 樣品處理與分析

將野外采集的樣品去除土樣中動植物殘體和石礫，攤開自然風(fēng)干，用于測定相關(guān)指標(biāo)。

土壤有機碳測定：將剔除雜物的風(fēng)干土樣取50 g研磨，取10 g已研磨土樣放入烘箱，溫度調(diào)至105℃，烘干至恒重后稱取已烘干土樣5 g置于50 mL燒杯中，以蒸餾水和鹽酸9∶1的比例配置溶液，并向燒杯中加入30 mL溶液用于去除碳酸鹽，用磁力攪拌器攪拌至沒有氣泡，靜置24 h后，加入蒸餾水離心3～4 次，用pH試紙檢測直至土樣呈中性，再次將土樣放入烘箱，溫度調(diào)至60℃，約24 h后取出，冷卻、干燥并研磨，取處理完成的土樣25 mg用錫紙包裹，使用TOC分析儀檢測。

土壤易氧化有機碳測定：采用由Logninow等[17]提出的KMnO4氧化法。稱取風(fēng)干過的約含15 mg有機碳的土樣，加入333 mol·L-1KMnO4溶液25 mL進行振蕩處理，1 h后離心5 min（4 000 r·min-1），倒出上清液，用去離子水按1∶250的比例對上清液進行稀釋，然后用分光光度計在 565 nm下比色測定，同時進行空白試驗。根據(jù)消耗的KMnO4含量可反算出易氧化有機碳質(zhì)量分數(shù)（1 mol KMnO4氧化0.75 mol C）。

數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件進行處理，并用SPSS 21軟件進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 稻田土壤有機碳時間變化特征

表1表現(xiàn)了一年內(nèi)不同季度不同耕作制度下稻田土壤有機碳含量的分布。由表中數(shù)據(jù)可以看出，一熟制稻田土壤有機碳含量在一年內(nèi)呈現(xiàn)冬季>秋季>春季>夏季的順序特征，二熟制稻田則呈春季>夏季>冬季>秋季的順序特征，三熟制稻田和撂荒地土壤呈春季>冬季>夏季>秋季的順序特征。從每個季度來看，冬季和春季研究區(qū)耕地土壤有機碳的含量分布都呈現(xiàn)三熟制>二熟制>撂荒地>一熟制的順序特征，夏季和秋季，二熟制稻田土壤有機碳含量超過三熟制稻田，出現(xiàn)二熟制>三熟制>撂荒地>一熟制的順序特征。

方差分析結(jié)果顯示，冬季研究區(qū)四種類型耕地的土壤有機碳含量差異都不顯著；春季和夏季，研究區(qū)二熟制和三熟制稻田土壤有機碳含量差異不顯著，而與一熟制和撂荒地之間存在顯著差異，一熟制稻田和撂荒地之間土壤有機碳含量差異不顯著；秋季時，除一熟制稻田外，其他類型耕地之間土壤有機碳含量都不存在顯著差異?？偟膩碚f，夏季時不同耕作制度稻田之間有機碳含量的差異最為顯著，而同一耕作制度的稻田在一年內(nèi)不同季度有機碳含量之間的差異都不顯著。

2.2 稻田土壤易氧化有機碳時間變化特征

根據(jù)表2可知，春季時，研究區(qū)各耕作制度下土壤易氧化有機碳的含量都是最高的，且一熟制土壤易氧化有機碳含量呈現(xiàn)春季>夏季>冬季>秋季的順序特征，二熟制稻田土壤易氧化有機碳含量呈現(xiàn)春季>秋季>夏季>冬季的順序特征，三熟制稻田則呈現(xiàn)春季>夏季>冬季>秋季的順序特征，撂荒地土壤易氧化有機碳含量呈現(xiàn)春季>夏季>秋季>冬季的順序特征。對同一季度不同耕作制度下的易氧化有機碳含量進行比較，發(fā)現(xiàn)冬季和春季研究區(qū)土壤易氧化有機碳含量都呈現(xiàn)三熟制>二熟制>一熟制>撂荒地的順序特征，夏季時土壤易氧化有機碳含量呈三熟制>二熟制>撂荒地>一熟制的順序特征，秋季則呈現(xiàn)二熟制>一熟制>撂荒地>三熟制的特征。

從方差分析結(jié)果來看，一熟制稻田土壤易氧化有機碳含量在全年變化不明顯，二、三熟制稻田及撂荒地的土壤易氧化有機碳含量則是除了春季易氧化有機碳顯著大于其他季度以外，冬、夏和秋季之間易氧化有機碳含量都沒有明顯差異，三熟制易氧化有機碳含量在一年內(nèi)變化幅度最大。從每個季度來看，4種耕作制度下稻田土壤有機碳含量之間都無明顯差異。

表1 不同季度各耕作制度下稻田土壤有機碳含量

注：表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤；同行數(shù)據(jù)后不同大寫字母表示同一類型耕地不同季度土壤有機碳含量差異顯著（<0.05），同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示同一季度不同類型耕地土壤有機碳差異顯著（<0.05），相同字母表示差異不顯著。值表示檢測方差值，*表示差異顯著。下同。

表 2 不同季度各耕作制度下稻田土壤易氧化有機碳含量

表3 不同季度各耕作制度下稻田土壤易氧化有機碳含量占總有機碳比例

表4 不同季度各耕作制度下稻田土壤易氧化有機碳含量與總有機碳含量相關(guān)系數(shù)

注:*、**分別為0.05及0.01水平上的顯著性差異。

不同季度不同耕作制度下稻田土壤易氧化有機碳在總有機碳中的占比各不相同。從表3來看，3種熟制下的稻田土壤易氧化有機碳在總有機碳中的占比都在春季時最大，且其占比的大小順序都和易氧化有機碳含量的順序一致，而撂荒地土壤易氧化有機碳在總有機碳中的占比則呈現(xiàn)夏季>春季>冬季>秋季的特征，且變化幅度較小，這與易氧化有機碳含量在4個不同季度中的排序存在一定差異。

從方差分析結(jié)果來看，一、二熟制下稻田土壤易氧化有機碳占總有機碳的比例在不同季度之間都存在明顯差異，根據(jù)多重比較結(jié)果，一熟制稻田冬季和秋季的易氧化有機碳占總有機碳的比例在秋冬季節(jié)時明顯小于春季和夏季，二熟制稻田夏季時易氧化有機碳占比明顯大于其他季度，而三熟制和撂荒地的比例則在4個季度之間都沒有顯著差異。從每個季度不同耕作制度稻田易氧化有機碳占總有機碳的比例來看，春季和秋季時一熟制稻田與其他類型耕地差異顯著，其他季度各耕作制度稻田之間并無顯著差異。

根據(jù)表4可以得出，冬季時一熟制稻田土壤總有機碳含量與土壤易氧化有機碳含量之間存在顯著相關(guān)性，二熟制稻田土壤總有機碳和易氧化有機碳含量之間存在極顯著相關(guān)性，三熟制稻田和撂荒地土壤總有機碳和易氧化有機碳含量之間相關(guān)性不明顯；春季時，三熟制稻田土壤總有機碳含量與土壤易氧化有機碳含量之間存在顯著相關(guān)性，撂荒地土壤總有機碳和易氧化有機碳含量之間存在極顯著相關(guān)性，一熟制和二熟制稻田相關(guān)性不明顯；夏季和秋季，二熟制稻田土壤總有機碳和易氧化有機碳含量之間存在顯著相關(guān)性，其他類型稻田土壤總有機碳和易氧化有機碳含量之間都沒有顯著相關(guān)性。

3 討論與結(jié)論

3.1 不同耕作制度對稻田土壤總有機碳含量變化的影響

稻田土壤是一種特殊的耕作土壤，其有機碳主要來源于原始植被殘留、秸稈還田、作物根系及人為施加有機肥料，且由于人們采用耕作管理措施的差異，土壤理化性質(zhì)和有機碳分子結(jié)構(gòu)將受到影響，從而影響有機碳貯存[18-20]。從研究結(jié)果來看，研究區(qū)4個不同季度內(nèi)各耕作制度下稻田總體而言都呈現(xiàn)二熟制、三熟制稻田土壤有機碳含量較高，一熟制稻田和撂荒地含量較低的趨勢，且冬季和春季時三熟制稻田土壤有機碳含量最高，夏季和秋季二熟制稻田含量超過三熟制。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)稻田全年施肥次數(shù)總體呈三熟制稻田>二熟制稻田>一熟制稻田的特征。前人研究表明，施肥不僅能直接為土壤和作物帶來多種營養(yǎng)物質(zhì)，還能間接地通過改善土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)增加土壤微生物的數(shù)量和活性，從而增加根茬碳的輸入量[21-23]。根據(jù)施肥次數(shù)來看，二、三熟制稻田施肥次數(shù)較多，因此其根茬碳的輸入量也更高，從而增加了土壤外源輸入，也有學(xué)者認為，過量施用氮肥可能降低土壤有機碳含量，這可能是夏秋季節(jié)二熟制稻田有機碳含量高過三熟制的原因之一[24]。另外，相關(guān)學(xué)者通過研究認為傳統(tǒng)的耕作方式會破壞土壤團聚體結(jié)構(gòu)，加快土壤氧化和礦化，從而加速土壤有機碳的分解，使其含量降低[25]。三熟制稻田在一年內(nèi)耕作次數(shù)最多，其有機碳通過氧化礦化分解的部分也因而較多，導(dǎo)致夏季后二熟制稻田土壤有機碳含量超過三熟制稻田。由此可見，耕作制度通過改變土壤結(jié)構(gòu)和外源輸入等方式影響土壤有機碳儲存，對農(nóng)田投入過少或利用強度過大，都不利于農(nóng)田的可持續(xù)利用。研究區(qū)稻田土壤母質(zhì)存在一定的差異，這也是影響土壤有機碳固定的重要因素，還需要進一步研究。

根據(jù)研究結(jié)果，春季和夏季時四種耕作制度下稻田土壤有機碳含量的差異較大，具體表現(xiàn)為二、三熟制稻田土壤有機碳的含量明顯大于一熟制和撂荒地，且夏季時不同耕作制度下稻田土壤有機碳含量之間的差異最為顯著。這是由于春季和夏季二、三熟制土壤正處于水稻生長期，春季時，研究區(qū)處于旱季，二、三熟制稻田大多處于插秧期，農(nóng)戶通過犁耕和灌溉等措施改變了土壤團聚體結(jié)構(gòu)和含水量等特性，使得土壤微生物處于淹水環(huán)境，導(dǎo)致土壤中大量的鐵、錳離子與有機質(zhì)產(chǎn)生絡(luò)合，尤其是氧化鐵對有機碳的儲存具有保護與穩(wěn)定作用，土壤有機碳因此得到累積[26]。夏季采樣時，三種熟制下稻田都處于水稻生長期，而二熟制和三熟制稻田已經(jīng)經(jīng)過了一次收割，前一稻收割后殘留的作物根茬被腐化分解，轉(zhuǎn)化為有機質(zhì)，增加了土壤中有機質(zhì)含量。

3.2 不同耕作制度對土壤易氧化有機碳時間變化的影響

土壤易氧化有機碳主要來源于動植物及微生物的殘體，是對生產(chǎn)經(jīng)營和管理措施反應(yīng)最為敏感的一部分有機碳，能快速反映土壤生產(chǎn)力和土壤有機質(zhì)變化[27-28]。從研究結(jié)果來看，4種耕作制度下稻田土壤易氧化有機碳含量最高的時段都在春季，且除一熟制稻田外，其他耕作制度下稻田土壤易氧化有機碳在春季時的含量都顯著高于其他季節(jié)，出現(xiàn)這一現(xiàn)象原因可能是春季屬于研究區(qū)的旱季，且相較于同樣屬于旱季的冬季來說氣溫較高，這一相對干熱的氣候特征使得土壤含水量少，微生物活動相對頻繁，從而加速了凋落物分解和根茬碳源[29-30]，易氧化有機碳含量也隨之升高。一熟制稻田差異不顯著的原因可能是因為其土壤質(zhì)地不適宜儲存有機碳，使得全年有機碳含量都較低導(dǎo)致的，還需要對其進行深入研究，從每個季度來看，不同耕作制度下稻田易氧化土壤有機碳含量的差異都不明顯，說明短期內(nèi)耕作制度對易氧化有機碳含量影響不大。

從土壤易氧化有機碳占總有機碳的比例來說，一熟、二熟、三熟制下的稻田土壤易氧化有機碳占總有機碳的比例都表現(xiàn)出和易氧化有機碳含量相同的順序特征，這說明了隨著土壤總有機碳的增長，這些類型稻田土壤的易氧化有機碳含量也隨著增長，而撂荒地土壤4個月易氧化有機碳含量的排序和土壤總有機碳含量有所差異，從全年來看，一熟制和二熟制稻田土壤易氧化有機碳在總有機碳中的占比變化較顯著，一熟制稻田在春季和夏季時占比明顯高于冬季和秋季，二熟制稻田在春季的占比明顯高于其它季節(jié)，這是因為春季干熱的氣候特征不利于有機碳固定。從分析結(jié)果來看，秋季時一熟制稻田易氧化有機碳占比最低，這可能是水稻剛完成了收割，生長期農(nóng)戶通過對土壤施加化肥和混合肥增加了土壤肥力，且通過犁耕灌溉等方式改善了土壤理化性質(zhì)，使得土壤微生物活性降低，土壤有機碳能較穩(wěn)定地固存，易氧化有機碳占比也隨之較 低[22,31]。三熟制稻田和撂荒地在一年內(nèi)易氧化有機碳含量占總有機碳的比例變化不顯著，這是由于這兩種稻田在一年內(nèi)土地利用狀況差異不大，因而全年土壤環(huán)境的差異較小，易氧化有機碳的占比也比較穩(wěn)定。

3.3 不同耕作制度稻田土壤有機碳和易氧化有機碳相關(guān)關(guān)系

從研究結(jié)果來看，不同季度不同耕作制度下稻田土壤有機碳和易氧化有機碳都呈一定的正相關(guān)關(guān)系，這也與閻欣等[32]和趙志忠等[33]的研究結(jié)果一致。但不同類型稻田在不同季度土壤有機碳和易氧化有機碳的相關(guān)系數(shù)有明顯差異，這說明土壤易氧化有機碳含量和土壤有機碳含量密切相關(guān)，又一定程度的受到耕作制度和施肥灌溉等農(nóng)田管理措施的影響。

不同的耕作制度對海南省稻田土壤有機碳和易氧化有機碳含量的時間變化具有一定的影響，主要通過施肥、耕作、灌溉等措施影響其累積機制，通過分析得出以下結(jié)論：

（1）研究區(qū)四個不同季度內(nèi)各耕作制度下稻田土壤有機碳含量總體而言都呈現(xiàn)二熟制、三熟制稻田較高，一熟制稻田和撂荒地含量較低的特征，且春季和夏季時差異較大，夏季差異最為顯著。各耕作制度下稻田土壤有機碳含量年內(nèi)變化不顯著。

（2）受氣候影響，研究區(qū)不同耕作制度下稻田土壤易氧化有機碳含量都在春季時最高，但一熟制稻田由于母質(zhì)原因差異不顯著。

（3）三種熟制下的稻田土壤易氧化有機碳占總有機碳的比例在一年四個季度內(nèi)的大小順序都與易氧化有機碳含量一致，一熟制和二熟制稻田土壤易氧化有機碳含量土壤總有機碳中的占比年內(nèi)變化明顯，三熟制和撂荒地易氧化有機碳占比則較穩(wěn)定。

研究區(qū)不同耕作制度下稻田土壤有機碳和易氧化有機碳總體呈正相關(guān)關(guān)系，但由于耕作制度的不同使得其在不同季度兩者之間的相關(guān)性存在一定差異。

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Effects of tillage systems on seasonal changes of paddy soil organic carbon: Taking Ding'an county, Hainan Province as an example

TANG Wei, ZHAO Zhizhong, WANG Junguang, ZHAO Zeyang

(College of Geography and Environmental Science, Hainan Normal University, Haikou 571158)

In order to understand the impact of farming systems on the temporal changes of soil organic carbon, paddy under four different farming systems (one-cropping system, two-cropping system, three-cropping system and abandoned land) in Ding'an County, Hainan Province was selected as the research objects and a comparative analysis was conducted to analyze the difference in the contents of organic carbon and easily oxidized organic carbon in the surface soil of winter (January), spring (April), summer (July), and autumn (October) in 2019.The results showed that the organic carbon content of the paddy field soil in the study area was high in second and third crops, low in first crop and abandoned land in the four seasons. The difference was large in spring and summer, especially in summer. Under different tillage systems, the organic carbon content of the paddy soil did not change significantly during the year. The content of oxidizable organic carbon in the paddy soil in the study area was the highest in spring. The proportion of soil oxidizable organic carbon content in total soil organic carbon of the paddy under one-cropping system and two-cropping system changed significantly during the year, and the proportion of the three crops and the abandoned land is relatively stable. There is a positive correlation between organic carbon and easily oxidized organic carbon in the paddy soil in the study area. However, the correlation between the two is different in each season due to the different farming systems. It can be seen that the paddy field farming system has a certain effect on the accumulation and fixation of soil organic carbon.

farming system; soil organic carbon; soil easily oxidized organic carbon; time change

S151.9

A

1672-352X (2021)01-0108-07

10.13610/j.cnki.1672-352x.20210319.005

2021-3-23 10:09:12

[URL] https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1162.S.20210319.1503.010.html

2020-05-20

海南省自然科學(xué)基金創(chuàng)新團隊項目（2017CXTD006），海南省研究生創(chuàng)新項目（Hys2019-242），海南自然科學(xué)基金項目（419MS049）和海南省高等學(xué)校研究項目（Hnky2019-39）共同資助。

唐 薇，碩士研究生。E-mail：576526463@qq.com

趙志忠，博士，教授。E-mail：zhizhong@hainnu.edu.cn