秸秆炭覆盖垄沟集雨种植对土壤结构和紫花苜蓿产量的影响*
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甘肃农业大学草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心

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Effects of ridge-furrow rainwater harvesting with maize straw biochar application on soil structure and alfalfa fodder yield in semi-arid regions of China
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    为探索我国半干旱黄土高原区秸秆炭覆盖垄沟集雨种植对土壤结构和紫花苜蓿产量的影响,以秸秆炭覆盖垄沟集雨连续种植第5 a紫花苜蓿作为研究对象,采用完全随机设计布置大田试验,平作 (FP) 作为对照,研究不同秸秆炭覆盖量 (0、30和60 t hm-2) 和不同垄沟比 (垄宽:沟宽(cm: cm)分别为30: 60、45: 60和60: 60) 对沟中和垄中土壤结构和紫花苜蓿产量的影响,结果表明,秸秆炭覆盖垄沟集雨种植显著降低沟中0-40 cm土层和垄中-20 cm和0-20 cm土层土壤容重,显著提高同土层土壤孔隙度和改善土壤团聚体稳定性。随垄沟比增加,秸秆炭覆盖垄沟集雨种植对土壤结构影响不明显。随秸秆炭覆盖量增加,土壤容重和广义土壤结构系数TSPI呈减小趋势;土壤孔隙度、沟中20-40 cm和垄中0-20 cm土层土壤 > 0.25 mm水稳性团聚体含量WR0.25呈增加趋势;沟中0-20 cm土层和垄中-20 cm土层土壤 > 0.25 mm水稳性团聚体含量WR0.25和紫花苜蓿产量呈先增加后降低趋势。与FP相比,NRB0、MRB0、WRB0、NRB30、MRB30、WRB30、NRB60、MRB60和WRB60紫花苜蓿全生育期实际干草产量分别提高3.6%、12.8%、8.0%、24.0%、22.8%、13.8%、24.0%、10.5%和16.1%。30 t hm-2秸秆炭覆盖垄沟集雨种植较0和60 t hm-2秸秆炭覆盖垄沟集雨种植具有较低土壤容重、较高土壤孔隙度和较好土壤团聚体稳定性,其土壤三相结构分布较接近理想状态,导致较高紫花苜蓿产量。适宜我国半干旱黄土高原区紫花苜蓿生产的秸秆炭覆盖量为30 t hm-2,垄沟比(cm:cm)为30:60。未来需要进行长期试验研究生物炭引起土壤结构变化与紫花苜蓿根系构型间的关系。

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  • 收稿日期:2022-01-19
  • 最后修改日期:2022-04-12
  • 录用日期:2022-05-10
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