施用乙酸和牛糞對(duì)干旱區(qū)棉田土壤團(tuán)聚體及有機(jī)碳組成的影響

摘要：為促進(jìn)干旱區(qū)棉田土壤培肥和高效利用有機(jī)肥，在新疆維吾爾自治區(qū)塔城地區(qū)沙灣縣進(jìn)行了6年的田間定位試驗(yàn)，設(shè)置3個(gè)處理，分別為對(duì)照、施入40 kg·hm-2乙酸以及施入15 000 kg·hm-2牛糞處理，研究乙酸和牛糞對(duì)新疆干旱區(qū)棉田土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)組成、穩(wěn)定性和團(tuán)聚體內(nèi)有機(jī)碳組分的影響。結(jié)果表明，在0～20 cm土層中，乙酸和牛糞的施入均顯著增加了大團(tuán)聚體（gt;2.000 mm）和粘粉粒（lt;0.053 mm）的質(zhì)量占比、WR0.25和幾何平均質(zhì)量直徑（GMD），且增加了大團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體（0.053～0.250 mm）和粘粉粒中有機(jī)碳、可溶性有機(jī)碳和微生物量碳的含量，并以粘粉粒中有機(jī)碳含量對(duì)乙酸施入的響應(yīng)最為明顯，增幅為26.94%，而微團(tuán)聚體中微生物量碳含量對(duì)牛糞施入的響應(yīng)最為顯著，增幅為53.49%。在20～40 cm土層中，乙酸和牛糞的施入均顯著增加了大團(tuán)聚體內(nèi)有機(jī)碳、可溶性有機(jī)碳和微生物量碳的含量，且粘粉粒中的微生物量碳含量對(duì)乙酸和牛糞的響應(yīng)均最顯著，增幅分別為66.15%和103.38%。乙酸和牛糞的施入均能增加土壤團(tuán)聚體中大團(tuán)聚體的質(zhì)量占比，提高團(tuán)聚體穩(wěn)定性，并增加大團(tuán)聚體和粘粉粒中的有機(jī)碳、可溶性有機(jī)碳和微生物量碳的含量。

關(guān)鍵詞：棉田；乙酸；牛糞；土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)；活性有機(jī)碳組分

土壤有機(jī)碳（Soil Organic Carbon，SOC）為土壤碳庫(kù)的重要組成部分，可作為衡量土壤質(zhì)量變化的重要指標(biāo)[1-2]。在農(nóng)田中，SOC可以改善土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力、保持土壤水分、促進(jìn)微生物活動(dòng)、減少土壤侵蝕和提高作物生產(chǎn)力[3-5]。團(tuán)聚體是土壤顆粒經(jīng)過(guò)膠結(jié)作用形成的個(gè)體，是土壤結(jié)構(gòu)的基本單元[6]。首先，團(tuán)聚體的形成和穩(wěn)定性與SOC的貯存相輔相成，SOC含量也與團(tuán)聚體的粒徑有關(guān)[7]。大團(tuán)聚（gt;2.000 mm）內(nèi)SOC量較高，一方面是由于SOC的膠結(jié)作用將小團(tuán)聚體（0.250～2.000 mm）、微團(tuán)聚體（0.053～0.250 mm）以及粘粉粒（lt;0.053 mm）膠結(jié)成大團(tuán)聚體，另一方面則是因?yàn)榇髨F(tuán)聚體中殘留的植物根系和菌絲可以增加其中SOC的濃度[8]。譚文峰等[9]認(rèn)為小團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體以及粘粉粒對(duì)SOC的儲(chǔ)存方式主要是通過(guò)吸附小分子化合物來(lái)穩(wěn)定其中的SOC含量。同時(shí)，團(tuán)聚體是SOC最重要的物理保存機(jī)制之一，團(tuán)聚體的存在使得SOC免于被微生物快速分解，而SOC作為團(tuán)聚體間的膠結(jié)劑，保證了團(tuán)聚體的穩(wěn)定[10-11]。

由于干旱區(qū)農(nóng)田土壤中有機(jī)質(zhì)匱乏，在長(zhǎng)期耕作和加強(qiáng)農(nóng)田管理措施下，土壤肥力水平有所提高，但土壤有機(jī)碳含量仍偏低[12]。施入有機(jī)肥是提高農(nóng)田中SOC含量的有效措施[13]。牛糞的施入可以降低土壤鹽漬化，從而提高土壤微生物活性，增加SOC的轉(zhuǎn)化率，增大SOC含量，故常被廣泛施用于鹽堿地中[14]。新疆偏堿性的鈣質(zhì)土壤，使得磷素固持嚴(yán)重，而有機(jī)酸是磷較好的活化劑，因此乙酸也是農(nóng)田常施入的有機(jī)物質(zhì)之一[15-16]，但目前針對(duì)乙酸的施入對(duì)土壤團(tuán)聚體中活性有機(jī)碳組分的相關(guān)研究較少。通過(guò)在沙灣縣進(jìn)行6年的田間試驗(yàn)，以研究乙酸和牛糞這兩種有機(jī)物質(zhì)的施入對(duì)干旱區(qū)棉田土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性及活性有機(jī)碳組分的影響，旨在明確乙酸和牛糞對(duì)土壤養(yǎng)分的貢獻(xiàn)，為干旱區(qū)棉田土壤培肥和有機(jī)肥料的高效利用提供理論支持。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2017-2023年進(jìn)行，試驗(yàn)地位于新疆沙灣市144團(tuán)新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花教學(xué)科研基地（44°29′26″N，85°45′34″E）。試驗(yàn)區(qū)氣候干燥，晝夜溫差大。年平均氣溫6.3～6.9 ℃，降水量140～250 mm，年蒸發(fā)量1 500～2 000 mm，年日照時(shí)數(shù)2 800～2 870 h，≥10 ℃活動(dòng)積溫3 400～3 600 ℃，無(wú)霜期170～190 d。試驗(yàn)地土壤質(zhì)地為壤土，土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)詳見(jiàn)表1。

1.2材料

1.2.1供試棉花

種植棉花品種為新農(nóng)大3號(hào)，新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所、甘肅省酒泉市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院以[（新陸早12號(hào)×石遠(yuǎn)321）F1×新陸中9號(hào)]F1為母本，中棉所35為父本雜交選育而成。早熟陸地棉，抗枯萎病和黃萎病[17]。

1.2.2供試有機(jī)質(zhì)

有機(jī)肥（當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶腐熟牛糞，采購(gòu)價(jià)180元·t^-1），有機(jī)酸（太陽(yáng)牌冰乙酸，66元·L^-1），供試肥料基本性質(zhì)詳見(jiàn)表2。

1.3方法

1.3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置3個(gè)處理，以當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶化肥施用量為對(duì)照（CK）、加施干旱區(qū)平均有機(jī)酸施用量40 kg·hm-2（OA）、加施當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶平均有機(jī)肥施用量15 000 kg·hm-2（OF）。有機(jī)肥以基施方式施入，有機(jī)酸則分6次隨滴灌追施。同時(shí)，每個(gè)處理施用等量的化肥，其中，尿素為220 kg·hm-2（以N計(jì)），重過(guò)磷酸鈣為100 kg·hm-2（以P2O5計(jì)），硫酸鉀為90 kg·hm-2（以K2O計(jì)），重過(guò)磷酸鈣全部基施，尿素20%作基肥，剩余80%尿素分6次滴灌追施。每個(gè)處理3次重復(fù)，并采用隨機(jī)區(qū)組分配各試驗(yàn)小區(qū)，共9個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為72 m2（9 m×8 m）。播種模式為寬窄行距種植模式，1膜6行3帶，寬行距65 cm，窄行距為12 cm，株距為14 cm，種植密度為19萬(wàn)株·hm-2。

1.3.2測(cè)定項(xiàng)目及方法

樣品采集：在2023年9月棉花成熟期時(shí)，各小區(qū)采集0～20 cm和20～40 cm土層的土壤樣品，剔除石礫和植物殘根等雜質(zhì)后將部分樣品在-80 ℃環(huán)境下保存，用于測(cè)定微生物量碳，剩余樣品風(fēng)干后測(cè)定土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性等指標(biāo)。

指標(biāo)測(cè)定：利用干篩法[18]分離土壤團(tuán)聚體，得到大團(tuán)聚體（gt;2.000 mm）、小團(tuán)聚體（0.250～2.000 mm）、微團(tuán)聚體（0.053～0.250 mm）以及粘粉粒（lt;0.053 mm），再將各級(jí)篩網(wǎng)上的土樣分別收集稱(chēng)重。各粒級(jí)團(tuán)聚體中的有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定[19]。各粒級(jí)團(tuán)聚體中的微生物量碳用氯仿熏蒸法測(cè)定[20]。各粒級(jí)團(tuán)聚體中的可溶性有機(jī)碳含量用有機(jī)碳氮分析儀（耶拿，Multi N/C 3100型，德國(guó)）測(cè)定[21]。

1.3.3數(shù)據(jù)分析

使用SPSS 25統(tǒng)計(jì)軟件中的Duncans 法分別對(duì)0～20 cm和20～40 cm土層中的團(tuán)聚體構(gòu)成及穩(wěn)定性、團(tuán)聚體內(nèi)有機(jī)碳、可溶性有機(jī)碳、微生物量碳進(jìn)行多重比較（Plt;0.05）及單因素方差分析。

2結(jié)果與分析

2.1施用乙酸和牛糞對(duì)土壤團(tuán)聚體構(gòu)成及WR0.25的影響

2.1.1團(tuán)聚體構(gòu)成

由圖1可知，在0～20 cm土層中，大團(tuán)聚體、小團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體以及粘粉粒的占比范圍為38.84%～42.62%、32.20%～33.20%、14.34%～21.09%和7.23%～9.43%。與CK相比，OA和OF施肥處理下大團(tuán)聚體和粘粉粒的占比分別顯著增加2.12%、3.16%、2.67%和3.67%，微團(tuán)聚體占比著降低6.47%和5.01%，小團(tuán)聚體差異不顯著（圖1A）。

在20～40 cm土層中，乙酸的施入（OA）較CK顯著降低了粘粉粒的占比，降幅為11.39%，其他團(tuán)聚體類(lèi)型各處理間差異不顯著（圖1B）。

2.1.2WR0.25值

由圖2可知，在0～20 cm土層中，各施肥處理WR0.25所占比例為70.92%～77.03%，與CK相比，OA和OF施肥處理顯著提高了WR0.25值，增幅為6.20%和6.87%。

在20～40 cm土層中，WR0.25所占比例為71.98%～72.57%，但各處理組間差異并不顯著。

2.2施用乙酸和牛糞對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響

2.2.1平均質(zhì)量直徑（MWD）

由圖3可知，在0～20 cm土層中，團(tuán)聚體的MWD值的變化范圍為1.17～1.25。與CK相比，OA和OF施肥處理下顯著提高了MWD的值，增幅分別為5.87%和6.71%。

在20～40 cm土層中，MWD值的變化范圍為1.16～1.17，但各處理組間差異不顯著。

2.2.2幾何平均直徑（GMD）

由圖4可知，團(tuán)聚體的GWD值在0～20 cm土層中的變化范圍為0.73～0.81。與CK相比，OA和OF施肥處理顯著提高了GWD值，增幅分別為9.72%和9.41%。

在20～40 cm土層中，GWD值的變化范圍為1.16～1.17，但各處理組間差異不顯著。

2.3施用乙酸和牛糞對(duì)土壤團(tuán)聚體中有機(jī)碳（SOC）含量的影響

在0～20 cm土層中，大團(tuán)聚體、小團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體以及粘粉粒中的有機(jī)碳（SOC）含量范圍為1.33～1.71 g·kg^-1、2.15～2.40 g·kg^-1、3.09～3.37 g·kg^-1和0.90～1.24 g·kg^-1。與CK相比，OA處理下顯著提高了大團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體和粘粉粒中的SOC含量，增幅分別為17.50%、5.50%和26.94%，OF處理顯著提高了各粒級(jí)團(tuán)聚體中SOC的含量，增幅分別為28.00%、11.65%、8.95%和37.64%（圖5A）。

在20～40 cm土層中，大團(tuán)聚體、小團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體以及粘粉粒中的SOC含量范圍為1.12～1.42 g·kg^-1、1.22～1.32 g·kg^-1、2.28～2.46 g·kg-1和0.79～1.13 g·kg^-1。與CK相比，OA和OF處理顯著增加了 大團(tuán)聚體中的SOC含量，增幅分別為19.68%和27.98%；牛糞的施入（OF）顯著提高了微團(tuán)聚體和粘粉粒中的SOC含量，增幅分別為7.59%和42.62%（圖5B）。

2.4施用乙酸和牛糞對(duì)土壤團(tuán)聚體中可溶性有機(jī)碳（DOC）含量的影響

在0～20 cm土層中，大團(tuán)聚體、小團(tuán)聚體和微團(tuán)聚體以及粘粉粒中的可溶性有機(jī)碳（DOC）含量變化范圍為14.61～17.66 mg·kg-1、24.64～29.87 mg·kg-1、21.62～24.77 mg·kg-1和13.80～16.53 mg·kg-1。與CK處理相比，OA和OF處理顯著提高了大團(tuán)聚體內(nèi)DOC含量，增幅分別為18.53%和20.85%；牛糞的施入（OF）顯著提高了小團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體和粘粉粒中的DOC含量，增幅為14.58%、21.21%和19.81%（圖6A）。

在20～40 cm土層中，大團(tuán)聚體、小團(tuán)聚體和微團(tuán)聚體以及粘粉粒中DOC的含量變化范圍為11.34～14.47 mg·kg-1、23.29～29.50 mg·kg-1、21.26～23.50 mg·kg-1和12.56～13.46 mg·kg-1。與CK處理相比，OA處理顯著提高了大團(tuán)聚體和微團(tuán)聚體中DOC的含量，增幅為25.21%和15.45%；牛糞的施入（OF）同樣提高了大團(tuán)聚體、小團(tuán)聚體和微團(tuán)聚體中DOC的含量，增幅為27.54%、10.56%和26.67%；各處理粘粉粒中DOC含量差異不顯著（圖6B）。

2.5施用乙酸和牛糞對(duì)土壤團(tuán)聚體中微生物量碳（MBC）含量的影響

在0～20 cm土層中，大團(tuán)聚體、小團(tuán)聚體和、微團(tuán)聚體以及粘粉粒中微生物量碳（MBC）的含量變化范圍為18.31～27.84 mg·kg^-1、23.05～28.98 mg·kg^-1、32.43～36.61 mg·kg^-1和11.18～17.17 mg·kg^-1。與CK處理相比，OA施肥處理顯著提高了大團(tuán)聚體、小團(tuán)聚體內(nèi)MBC的含量，增幅分別為26.32%和19.16%，OF處理顯著增加了大團(tuán)聚體、小團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體和粘粉粒中的MBC含量，增幅分別為52.02%、25.09%、53.49%和28.84%（圖7A）。

在20～40 cm土層中，大團(tuán)聚體、小團(tuán)聚體和微團(tuán)聚體以及粘粉粒中MBC的含量變化范圍為7.82～16.59 mg·kg^-1、14.79～15.59 mg·kg^-1、12.70～23.44 mg·kg^-1和7.08～14.40 mg·kg^-1。與CK處理相比，乙酸的施入（OA）顯著提高了各粒級(jí)團(tuán)聚體中MBC的含量，增幅分別為97.44%、24.81%、65.29%和66.15%；牛糞的施入（OF） 同樣顯著提高了各粒級(jí)團(tuán)聚體中MBC含量，增幅為111.94%、32.42%、84.59%和103.38%（圖7B）。

3討論

3.1施用乙酸和牛糞對(duì)土壤團(tuán)聚體構(gòu)成及WR0.25的影響

穩(wěn)定的團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)是保證土壤養(yǎng)分可持續(xù)發(fā)展的重要因素，長(zhǎng)期施肥可以改變土壤團(tuán)聚體物理結(jié)構(gòu)性質(zhì)[24]。本研究發(fā)現(xiàn)，乙酸和牛糞的施入均增加了0～20 cm土層中大團(tuán)聚體、粘粉粒的質(zhì)量占比以及WR0.25含量，其中施入牛糞的效果最為顯著，因?yàn)殚L(zhǎng)期的作物種植導(dǎo)致土壤粘粒及粉粒的質(zhì)量占比大大減少，而乙酸的施入能增加促進(jìn)根系生長(zhǎng)，增加微生物可用能源，增加微生物活性并促進(jìn)其分泌多糖等團(tuán)聚體膠結(jié)物質(zhì)，從而為大團(tuán)聚體的形成提供前提與基礎(chǔ)；牛糞的施入為土壤提供了更全面的營(yíng)養(yǎng)，豐富微生物群落，為微生物提供有效養(yǎng)料，從而增加微生物的分泌物，促進(jìn)團(tuán)聚體膠結(jié)物質(zhì)的形成，提高大團(tuán)聚體的質(zhì)量占比，進(jìn)而提升WR0.25含量，這與Khan等[25]研究結(jié)果相似。由于團(tuán)聚體粒徑越小越穩(wěn)定，所以乙酸和牛糞的施入為土壤提供的外源碳，將會(huì)被固定在粘粉粒中，其中牛糞的含碳量較大，效果較為明顯。

3.2施用乙酸和牛糞對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響

土壤團(tuán)聚體的平均質(zhì)量直徑（MWD）和幾何平均直徑（GMD）可以為衡量土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性提供依據(jù)，不同施肥方式對(duì)土壤團(tuán)聚體的影響也有所不同[26]。本研究結(jié)果顯示，乙酸和牛糞的施入對(duì)0～20 cm土層中團(tuán)聚體MWD和GMD均存在顯著影響，可能因?yàn)殚L(zhǎng)期的作物耕種及施肥，導(dǎo)致土壤表層的大團(tuán)聚體遭到破壞，乙酸和牛糞的施入提高了有機(jī)碳（SOC）含量，而SOC可作為土壤膠結(jié)物質(zhì)，提高了表層團(tuán)聚體MWD和GMD，增加了團(tuán)聚體穩(wěn)定性。乙酸的施入刺激了表層土壤中植物根系生長(zhǎng)、提高根系長(zhǎng)度及密度并促進(jìn)根系分泌物，從而提升了團(tuán)聚體穩(wěn)定性；牛糞的長(zhǎng)期施入使得棉田SOC含量有所提高，SOC作為膠結(jié)劑促進(jìn)了團(tuán)聚體的穩(wěn)定，同時(shí)穩(wěn)定的團(tuán)聚體也為SOC提供了物理保護(hù)[27]。而相較于乙酸，牛糞的養(yǎng)分含量更為豐富，對(duì)團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響更為明顯[28]。

3.3施用乙酸和牛糞對(duì)土壤團(tuán)聚體中有機(jī)碳（SOC）含量的影響

本研究結(jié)果顯示，在表層土壤中，乙酸和牛糞的施入能顯著影響SOC含量，這與宋紅梅等[29]研究結(jié)果類(lèi)似。其中，在0～20 cm土層中，牛糞的施入對(duì)各粒徑團(tuán)聚體中SOC均有顯著影響，歸因于牛糞的養(yǎng)分較為全面，且施入年份較長(zhǎng)，為各粒徑團(tuán)聚體中SOC的貯存提供了條件。乙酸的施入顯著提高了大團(tuán)聚體、小團(tuán)聚體中的SOC含量，這可能歸因于乙酸的施入更多作用于根系密度及根系微生物，團(tuán)聚體會(huì)將未被分解的根系殘?jiān)⒂晌⑸飳⑵滢D(zhuǎn)化為SOC，所以僅對(duì)粒徑較大的團(tuán)聚體有促進(jìn)作用。在20～40 cm土層中，乙酸的施入對(duì)大團(tuán)聚體中的SOC含量產(chǎn)生影響，其原因?yàn)橥翆由疃鹊脑黾?，根系密度及其分泌物降低，且深層土壤微生物活性的降低，使得乙酸的施入僅促進(jìn)了大團(tuán)聚體內(nèi)SOC的積累；牛糞的施入對(duì)大團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體以及粘粉粒中的SOC含量都有顯著影響，可能是因?yàn)殡S土層深度的增加，導(dǎo)致土壤碳含量的減少，以至于粘粉粒將SOC固定形成微團(tuán)聚體后，直接通過(guò)膠結(jié)物質(zhì)固存在大團(tuán)聚體中。所以相較于乙酸，牛糞的施入對(duì)團(tuán)聚體中SOC含量的影響效果更為明顯。

3.4施用乙酸和牛糞對(duì)土壤團(tuán)聚體中可溶性有機(jī)碳（DOC）含量的影響

DOC作為土壤活性有機(jī)碳組分，在碳循環(huán)中有著重要作用[30]。本研究結(jié)果顯示，0～20 cm土層中DOC含量較高，這與賀美等[31]和Yano等[32]研究結(jié)果相同，因?yàn)楸韺油寥劳ǔ８菀捉邮盏街参锏臍埩粑铮ǜ捣置谖?、根系殘留物和落葉等，這些植物殘留物中含有易降解的SOC，從而增加了DOC含量[33-34]。Huang等[33]研究結(jié)果表明，團(tuán)聚體內(nèi)DOC的含量與團(tuán)聚體粒徑的質(zhì)量百分比呈正相關(guān)趨勢(shì)。本研究中，乙酸和牛糞的施入均顯著提高了大團(tuán)聚體以及粘粉粒中DOC含量，且二者的施入同樣增加了該團(tuán)聚體的質(zhì)量占比，說(shuō)明DOC含量與團(tuán)聚體粒徑質(zhì)量占比可能存在關(guān)系。與黃詩(shī)蔚等[34]研究結(jié)果相同，有機(jī)酸的施入能提高大團(tuán)聚體的質(zhì)量占比，改善土壤孔隙度，為植物根系的生長(zhǎng)提供條件，提高了根系殘?jiān)捌浞置谖?，穩(wěn)定了土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，增加了粘粉?？晌降幕衔?，從而提高了大團(tuán)聚體和粘粉粒對(duì)DOC的物理保護(hù)；牛糞的施入可以為土壤提供更全面的養(yǎng)分，使得微生物作為分解者能夠有效利用這些物質(zhì)作為生長(zhǎng)和代謝的能源，產(chǎn)生利于有機(jī)質(zhì)分解的胞外酶，從而提高DOC的含量[34]。賀云龍等[35]研究指出，外源碳的施入對(duì)土壤微生物的活性存在強(qiáng)烈的正相關(guān)趨勢(shì)，外源碳的施入量越大，微生物的活性越強(qiáng)，對(duì)DOC的轉(zhuǎn)化率也就越大，所以相較于乙酸而言，牛糞的含碳率更大，施入效果也更加明顯。

3.5施用乙酸和牛糞對(duì)土壤團(tuán)聚體中微生物量碳（MBC）含量的影響

MBC作為對(duì)土壤肥力變動(dòng)最敏感的指標(biāo)[36]。本研究結(jié)果顯示，MBC含量在表層土壤中的含量遠(yuǎn)大于深層土壤中MBC含量，這與鄧仁菊等[37]研究結(jié)果相同，可能因?yàn)楸韺油寥乐形⑸锏臄?shù)量及活性均高于深層土壤。在0～20 cm土層中，乙酸和牛糞均提高了大團(tuán)聚體和粘粉粒下DOC的含量，而DOC作為微生物可直接利用的能源，能夠直接推動(dòng)MBC的積累。其中，乙酸的施入能調(diào)節(jié)土壤pH，增加了微生物群落數(shù)量，從而提高M(jìn)BC的含量[38]。Ghosh等[39]研究指出，長(zhǎng)期施用牛糞更能促進(jìn)作物根系分泌物和土壤中DOC含量的增長(zhǎng)，其原因是牛糞的施入能為微生物提供更全面的營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)對(duì)有效養(yǎng)分的礦化，為MBC的儲(chǔ)存提供條件。在20～40 cm土層中，乙酸和牛糞的施入對(duì)團(tuán)聚體各粒級(jí)中MBC的含量均有顯著影響，其中，乙酸的施入可能增加了深層土壤中的根系分泌物和殘留物，能夠?yàn)槲⑸锾峁└渥愕酿B(yǎng)料，進(jìn)而提高了MBC的轉(zhuǎn)化；牛糞的施入為底層微生物群落提供了更穩(wěn)定和更容易獲取的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，為其生長(zhǎng)代謝提供能源，促進(jìn)微生物產(chǎn)生MBC，所以相較于乙酸，牛糞的施入促進(jìn)效果會(huì)更加顯著[26]，說(shuō)明牛糞的養(yǎng)分含量更加全面，是土壤培肥的優(yōu)質(zhì)有機(jī)物料。鑒于牛糞價(jià)格便宜且施用后的效果更明顯，其來(lái)源及施用方法更加便捷，相較于乙酸更適用于當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶。由于本研究中未測(cè)定乙酸和牛糞的施入對(duì)棉田土壤中微生物群落產(chǎn)生的影響，所以后續(xù)可通過(guò)研究微生物群落的結(jié)構(gòu)組成及其功能基因的變化，深入研究乙酸和牛糞施入對(duì)土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)及有機(jī)碳組分產(chǎn)生的影響。

4結(jié)論

在0～20 cm土層中，乙酸和牛糞的施入顯著增加了棉田土壤團(tuán)聚體中大團(tuán)聚體以及粘粉粒的質(zhì)量占比、WR0.25和MWD，降低了微團(tuán)聚體的質(zhì)量占比。乙酸的施入顯著提高了大團(tuán)聚體和微團(tuán)聚體中DOC的含量，以及大團(tuán)聚體和小團(tuán)聚體中MBC的含量。牛糞的施入顯著提高了大團(tuán)聚體、小團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體以及粘粉粒中DOC的含量，以及大團(tuán)聚體、小團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體以及粘粉粒中MBC的含量。在20～40 cm土層中，乙酸的施入顯著降低了粘粉粒的質(zhì)量占比。乙酸的施入顯著提高了大團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體中DOC的含量，以及大團(tuán)聚體、小團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體以及粘粉粒中MBC的含量。牛糞的施入顯著提高了大團(tuán)聚體、小團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體中DOC的含量，以及大團(tuán)聚體、小團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體中MBC的含量。因此，牛糞的施入更能促進(jìn)土壤大團(tuán)聚體的形成，增加團(tuán)聚體穩(wěn)定性，提高其對(duì)SOC的保護(hù)作用，從而增加各團(tuán)聚體內(nèi)SOC、DOC和MBC的含量。

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Effects of Acetic Acid and Cattle Manure Application on Soil Aggregates and Organic Carbon Composition of Cotton Fields in Arid Zones

PAN Mengyue，ZHANG Shanhang，WANG Bao，HE Mingming，LI Peijin，QIN Jinxin，SHENG Jiandong，LIU Yunhua

（College of Resources and Environment， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830000，China）

Abstract：In order to promote soil fertilization and efficient utilization of organic fertilizers in cotton fields in arid areas， a 6-year field experiment was conducted in Shawan County， Tacheng Prefecture， Xinjiang Uygur Autonomous Region. Three treatments were set up， namely control， application of 40 kg·ha-1 acetic acid， and application of 15 000 kg·ha-1 cow manure. The effects of acetic acid and cow manure on the composition， stability， and organic carbon components of soil aggregates in cotton fields in arid areas of Xinjiang were studied. The results showed that both acetic acid and cattle manure application significantly increased the mass percentage， WR0.25 and geometric mean mass diameter （GMD） of macroagglomerates （gt;2.000 mm） and sticky flour grains （lt;0.053 mm） in the soil layer 0-20 cm， and increased the organic carbon， soluble organic carbon， and microbial amount of organic carbon， soluble organic carbon， and microbial amount of microorganisms in macroagglomerates， microagglomerates （0.053-0.250 mm）， and sticky flour grains. The content of organic carbon in clay meal was the most significant response to acetic acid application with an increase of 26.94%， while the content of microbial carbon in microaggregate was the most significant response to cattle manure application with an increase of 53.49%. In the soil layer from 20-40 cm， the application of acetic acid and cattle manure significantly increased the content of organic carbon， soluble organic carbon and microbial carbon in macroaggregates， and the microbial carbon content in clay meal was the most significant in response to the application of acetic acid and cattle manure， with an increase of 66.15% and 103.38%， respectively. The application of acetic acid and cattle manure could increase the mass ratio of macroaggregates in soil aggregates， improve the stability of aggregates， and increase the contents of organic carbon， soluble organic carbon and microbial carbon in macroaggregates and sticky powder particles.

Keywords：cotton field; acetic acid; cattle manure; soil aggregate structure; active organic carbon fraction