《根系活動對黑土團聚體形成與穩定性的影響機制》是依託哈爾濱師範大學,由苑亞茹擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名:根系活動對黑土團聚體形成與穩定性的影響機制
- 項目類別:青年科學基金項目
- 項目負責人:苑亞茹
- 依託單位:哈爾濱師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
土壤團聚體是土壤結構的物質基礎,根系活動是影響團聚體形成與穩定的關鍵因子。東北黑土由於黏粒含量高和犁底層的存在,土壤結構不良問題突出,而利用植物根系對土壤的團聚化作用,是解決黑土結構問題的重要措施之一。本項目採用長期定位試驗、盆栽和室內模擬試驗相結合的方法,套用土壤團聚體分組、CT掃描和根系分泌物收集等技術,研究自然生態系統中草甸化草原植被根系及農田生態系統中大豆、玉米和小麥根系對黑土團聚體形成與穩定性的影響及其機制。其目的在於揭示長期不同植被類型影響下黑土團聚體組成與穩定性的垂直分異規律;闡明黑土團聚體組成與穩定性對不同作物根系及其分泌物的回響;明確作物根系及其分泌物驅動下主要有機膠結物質對土壤團聚體的調控作用。研究將為最佳化作物輪作模式,改善黑土結構及培育垂直肥力提供理論依據。
結題摘要
本項目研究根系活動對黑土團聚體形成與穩定性的影響及其機制,旨在揭示長期不同植被類型影響下黑土團聚體組成與穩定性的分異規律,明確作物根系及其分泌物驅動下主要有機膠結物質對土壤團聚體的調控作用。主要結果如下:傳統耕作和秸稈移除管理措施下,農田土壤有機碳和團聚體穩定性(MWD)均高於裸地,表明根系及其分泌物作為土壤團聚體膠結物質的主要來源,對土壤團聚體形成與穩定具有重要的驅動作用。草地土壤以大團聚體占有絕對優勢,尤其>2000 μm 團聚體含量顯著高於農田和裸地,這與草被植物根系的作用直接相關,草地根密度顯著高於農田,為農田的23 倍,而無根系作用的裸地不存在>2000 μm 團聚體。農田不同種植模式對土壤團聚體的組成與穩定性的影響各處理間差異不夠明顯,但長期小麥連作土壤大團聚體含量和團聚體穩定性顯著低於大豆連作、玉米連作和米-豆-麥輪作。傳統耕作體系下,與無肥相比,有機培肥顯著促進了農田黑土的團聚化作用,這與有機肥施用及根茬輸入量增加有關。隨著有機肥施用量的增加,250—2000 µm團聚體含量增加,土壤團聚體的穩定性增強,但與中量有機肥處理相比,高量有機肥輸入對土壤團聚化的作用並不明顯。表明,傳統耕作體系下土壤團聚體穩定性(MWD)並不是隨著外源有機碳輸入量的增加而無限增加,很可能存在一個閾值。黑土母質經過8年不同熟化處理後,自然恢復草地土壤有機碳含量和團聚體穩定性均顯著低於有機培肥處理,而對於成熟黑土,長期自然恢復草地儘管有機碳水平低於有機培肥土壤,但土壤團聚體穩定性(MWD)是農田耕作土壤的3.2倍。表明,土壤團聚體的形成與穩定不僅與土壤有機碳的數量有關,同時受土壤有機碳的質量(即有機膠結劑的類型)調控。在基礎有機碳水平較高的成熟黑土中,根系作為土壤大團聚體的重要膠結劑,其對土壤團聚體形成與穩定的作用更為突出,也更易受耕作措施的影響。