黄土高原不同粮草种植模式土壤碳氮及土壤酶活性

通过在陇中黄土高原半干旱区对苜蓿(Medicago sativa)-作物轮作地进行长期定位试验,探讨不同种植模式对土壤碳氮形态及其相关酶活性的影响。6种种植模式分别为苜蓿-苜蓿、苜蓿-休闲、苜蓿-小麦(Triticum aestivum)、苜蓿-玉米(Zea mays)、苜蓿-马铃薯(Solanum tuberosum)和苜蓿-谷子(Setaria italica)。结果表明,苜蓿-作物种植模式不利于土壤总有机碳的积累,而苜蓿翻耕后保持休闲则可维持较高的有机碳含量;与苜蓿连作相比,苜蓿-作物种植模式的土壤有机碳降低了1.60%~23.11%,全氮含量增加了3.81%~21.83%。不同作物对土壤养分吸收利用状况不同,进而引起土壤酶发生变化。与苜蓿连作相比,苜蓿粮食作物种植模式在降低土壤过氧化氢酶和蛋白酶活性的同时,提高了土壤硝酸还原酶活性;其中土壤过氧化氢酶活性和蛋白酶活性分别降低了5.20%~12.30%和15.03%~43.43%,硝酸还原酶活性提高了1.26%~28.79%。苜蓿连作和苜蓿-粮食作物种植模式间的土壤脲酶活性无显著差异(P0.05),但均高于苜蓿-休闲处理。相关性分析结果表明,土壤脲酶活性与土壤有机碳、全氮含量呈显著正相关(P0.05),可作为衡量土壤肥力的指标。     

陇中地区多年种植苜蓿后不同后茬作物的土壤有机氮特征

依托2012年设置在陇中黄土高原雨养农业区苜蓿后茬作物的长期定位试验,探讨6种不同后茬作物[苜蓿连作(LC)、苜蓿-休闲(LF)、苜蓿-休闲-小麦(L_FW)、苜蓿-休闲-玉米(LFC)、苜蓿-马铃薯(LP)和苜蓿-谷子(LMi)]对土壤有机氮组分的影响。结果表明,不同后茬作物土壤全氮含量随着土层加深逐渐降低,0～10 cm土层LC土壤全氮含量最高,与LC相比,LMi、LP、L_FW、L_FC、LF全氮含量分别降低21.62%、14.27%、18.98%、13.41%、6.15%。土壤微生物量氮与土壤全氮含量变化趋势一致。不同后茬作物酸解态氮在土壤全氮中占主体,酸解有机氮中酸解未知态氮含量最高,氨基酸态氮次之,氨基糖态氮含量最低。各处理0～10cm土层酸解氮组分差异显著,与苜蓿连作相比,其余处理酸解总氮含量有所降低,降幅为11.90%～35.98%,氨基酸态氮含量降幅为10.29%～37.83%,酸解铵态氮含量降幅为24.11%～39.73%,LF和LP处理酸解未知态氮含量分别提高10.76%、3.39%,LMi、L_FC、L_FW处理酸解未知态氮含量分别降低9.34%、43.62%、65.18%。氨基酸态氮与土壤全氮、微生物量氮呈显著正相关关系。因此,在黄土高原雨养农业区推行苜蓿连作种植模式可以保持土壤有机氮的有效态组分,有利于本地区农业的可持续发展。