灌溉處理蔬菜栽培論文
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1.1土壤總有機(jī)碳(TOC)不同灌溉處理土壤總有機(jī)碳含量測定結(jié)果如圖1所示。0~20cm土層溝灌、滴灌、滲灌處理土壤有機(jī)碳含量分別為21.66、25.53和21.15g/kg，20~40cm土層分別為11.62、17.55和16.20g/kg。從圖中可見，3種灌溉處理0~20cm土層有機(jī)碳含量均高于20~40cm土層，t檢驗(yàn)結(jié)果表明所有灌溉處理兩土層間有機(jī)碳含量差異均達(dá)到了P<0.05顯著水平。同一土層不同灌溉處理間土壤總有機(jī)碳含量差異總體上也都達(dá)到P<0.05顯著水平，即0~20cm土層滴灌處理有機(jī)碳含量顯著高于溝灌和滲灌處理，而20~40cm土層溝灌處理則顯著低于滴灌和滲灌處理。
1.2土壤黑碳(BC)是不同灌溉處理0~20cm和20~40cm兩土層土壤黑碳含量測定結(jié)果。不同灌溉處理間黑碳含量差異明顯，0~20cm土層土壤黑碳含量為滴灌處理(7.59g/kg)>滲灌處理(5.64g/kg)>溝灌處理(5.30g/kg)；20~40cm土層各灌溉處理土壤黑碳含量大小順序與0~20cm土層相一致，亦為滴灌處理(5.40g/kg)＞滲灌處理(3.69g/kg)>溝灌處理(3.39g/kg)。統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果表明，處理間土壤黑碳含量差異總體達(dá)到P<0.05顯著水平，即滴灌處理明顯高于滲灌和溝灌處理，但滲灌和溝灌兩處理間差異不顯著。上下土層間比較，各灌溉處理0~20cm土層土壤黑碳含量均高于20~40cm土層，且差異達(dá)到P<0.05顯著水平。
1.3土壤腐殖酸(SHC)3種灌溉處理0~20cm土層土壤腐殖酸含量(3.64~5.75g/kg)均高于20~40cm土層的含量(3.54~3.83g/kg)。不同灌溉處理間土壤腐殖酸含量比較，0~20cm土層為溝灌>滴灌>滲灌，且差異達(dá)P<0.05顯著水平；20~40cm土層與0~20cm土層變化趨勢一致，但差異未達(dá)P<0.05顯著水平。上下土層間腐殖酸含量比較，溝灌處理差異達(dá)到P<0.05顯著水平，而滴灌和滲灌處理上下土層間差異不顯著。
1.4土壤黑碳、腐殖酸占總有機(jī)碳的比例(BC/TOC，SHC/TOC)各灌溉處理土壤黑碳占總有機(jī)碳的比例(BC/TOC)，其變化范圍為22.81%~30.85%，且表現(xiàn)出灌溉處理間差異較大、上下土層間差異相對較小的變化趨勢。0~20cm土層的BC/TOC為滴灌>滲灌>溝灌，三者之間差異均達(dá)到P<0.05顯著水平；而20~40cm土層的BC/TOC為滴灌>溝灌>滲灌，滲灌與溝灌、滴灌間差異達(dá)P＜0.05顯著水平。溝灌和滴灌兩處理20~40cm土層BC/TOC高于0~20cm土層，而滲灌處理則0~20cm土層高于20~40cm土層。不同灌溉處理土壤腐殖酸占總有機(jī)碳(SHC/TOC)的變化范圍為16.60%~33.03%。由表中可見0~20cm土層和20~40cm土層處理間順序均為溝灌>滲灌>滴灌，且兩土層溝灌與滲灌、滴灌處理間差異達(dá)P<0.05顯著水平；兩土層比較，20~40cm土層各灌溉處理土壤SHC/TOC高于0~20cm土層，但差異不顯著。不同處理間黑碳與腐殖酸關(guān)系比較，溝灌處理上下兩土層SHC/TOC均大于BC/TOC，但相差較?。欢喂嗪蜐B灌處理差異明顯，且均為SHC/TOC小于BC/TOC。這說明滴灌和滲灌處理所形成的土壤環(huán)境條件對黑碳形成更為有利。
1.5土壤黑碳與總有機(jī)碳、腐殖酸的關(guān)系不同土層各處理土壤黑碳與總有機(jī)碳、腐殖酸含量間的相關(guān)分析結(jié)果。上下兩土層土壤黑碳與總有機(jī)碳含量間均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，說明設(shè)施土壤黑碳形成依賴于有機(jī)質(zhì)的增加，土壤中有機(jī)物質(zhì)越多，土壤中形成的黑碳也越多，而黑碳則是土壤有機(jī)碳保存的重要形式。上下兩土層黑碳–總有機(jī)碳相關(guān)方程的相關(guān)系數(shù)數(shù)值不同，上層土壤的相關(guān)系數(shù)大于下層，說明上層土壤黑碳的形成更密切地受制于施肥、耕翻等常規(guī)耕作措施。而土壤中黑碳與腐殖酸之間不具有相關(guān)性。
2討論
不同灌溉處理0~20cm土壤有機(jī)碳含量均高于20~40cm土層，這是由于長期施肥，特別是大量施用有機(jī)肥造成的。不同灌溉方式創(chuàng)造不同土壤通氣性、pH、團(tuán)聚體組成、水熱等條件，進(jìn)而影響有機(jī)質(zhì)礦化和腐殖化進(jìn)程。由于滴灌灌水后濕潤的只是作物根系層局部，灌水相對頻繁，土層濕潤部分保持較高含水量，而未被濕潤部分相對干燥，這種土壤環(huán)境條件易于有機(jī)碳的積累。而溝灌一次灌水?dāng)?shù)量較大，灌水間隔較長，整個作物根系層土壤干濕交替明顯，土壤中易于分解的有機(jī)碳分解礦化，殘留的有機(jī)碳穩(wěn)定性較高。滲灌灌水時灌溉用水自下而上浸潤，速度慢，灌水后土層局部濕潤，且地表保持相對干燥，這一水熱條件使土壤有機(jī)質(zhì)礦化速率處于中等位置。因此，有機(jī)碳含量為滴灌處理最高、溝灌最低；腐殖酸含量則為溝灌最高。3種灌溉處理土壤黑碳含量變化范圍為3.39~7.59g/kg，黑碳占總有機(jī)碳的比例為22.81%~30.85%，這一測定結(jié)果高于已有的大多數(shù)國內(nèi)外研究結(jié)果。一方面在于所測得的黑碳含量可能包含尚未完全被氧化的腐殖酸、部分胡敏素和被黑碳顆粒包裹的植物殘體；另一方面由于土壤類型、黑碳來源各異，黑碳的測定方法也不完全相同，故所得結(jié)果難于直接比較。自然土壤中黑碳主要源于生物質(zhì)燃燒、大氣沉降以及施肥，而設(shè)施土壤處于“被保護(hù)”狀態(tài)，連續(xù)大量施用有機(jī)肥料可能是黑碳生成的基礎(chǔ)物質(zhì)，而特殊的水熱條件則是其生成的主要影響因素，本文0~20cm土層黑碳含量明顯高于20~40cm土層的試驗(yàn)結(jié)果證明了這一點(diǎn)。土壤黑碳數(shù)量取決于總有機(jī)碳含量。就表層土壤而言，由于滴灌灌水后總是處于部分干燥、部分濕潤，濕潤部分有利土壤有機(jī)物質(zhì)的積累，而干燥部分不利于有機(jī)物質(zhì)礦化，結(jié)果導(dǎo)致了滴灌處理表層土壤黑碳含量明顯高于溝灌和滲灌處理。同時，黑碳主要以與礦物顆粒結(jié)合成重組有機(jī)碳形式存在于土壤微團(tuán)聚體(<53μm)中，不易被氧化和微生物利用，而更有利于土壤碳的保存。灌溉方式影響黑碳在土層間的分布，隨著土層深度的增加，溝灌和滴灌兩處理黑碳占有機(jī)碳的比例也隨之升高，這與Sonja等的研究結(jié)果一致，由于較小的黑碳顆?；蚺c黏粒結(jié)合會隨水分移動而進(jìn)入到下層土壤中。滲灌處理卻表現(xiàn)出相反的趨勢，這可能與滲灌灌溉水分長年向上運(yùn)動有關(guān)。有研究認(rèn)為黑碳可能是土壤腐殖質(zhì)中高度芳香化結(jié)構(gòu)的組成成分，本研究中黑碳與腐殖酸未表現(xiàn)出密切的相關(guān)性，但黑碳應(yīng)該是比腐殖酸碳更為穩(wěn)定的有機(jī)質(zhì)成分。此外，黑碳具有較高的比表面積和羧基、羥基、酚羥基等多種功能團(tuán)，可吸附土壤中可溶性碳，對土壤固碳起到積極的作用。因此，測定和研究黑碳在土壤培肥及環(huán)境保護(hù)方面具有重要意義。
3結(jié)論
溝灌、滴灌和滲灌3種灌溉處理，0~20cm土層土壤黑碳、總有機(jī)碳和腐殖酸含量均高于20~40cm土層。在0~20cm和20~40cm兩土層，土壤總有機(jī)碳含量滴灌處理高于滲灌和溝灌，黑碳含量滴灌高于滲灌、滲灌高于溝灌，腐殖酸含量溝灌處理高于滴灌、滴灌高于滲灌。土壤黑碳、腐殖酸占總有機(jī)碳的比例分別在22.81%~30.85%、16.60%~33.03%之間，黑碳與土壤總有機(jī)碳之間具有良好的相關(guān)性。綜上所述，不同灌溉方式下土壤的理化性質(zhì)不同，致使土壤有機(jī)碳及其組分產(chǎn)生差異，滴灌提高總有機(jī)碳、黑碳含量，滲灌次之；相比較而言，雖然溝灌處理有機(jī)碳、黑碳含量均明顯低于滴灌和滲灌處理，但腐殖質(zhì)含量卻高于滴灌和滲灌處理。
作者：薛媛媛張玉龍黨秀麗單位：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)土地與環(huán)境學(xué)院
