甘薯不同轮作模式对土壤团聚体稳定性及碳、氮含量的影响

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2026.04.030

摘要/Abstract

摘要： 为研究甘薯不同轮作模式对土壤团聚体稳定性与碳、氮含量的影响，2019-2023年通过田间定位试验，研究甘薯/小麦（CK）两熟复种连作与油菜（SWR）、玉米（SWC）、花生（SWP）轮作对0~20和0~40 cm土壤团聚体组成、稳定性与碳、氮含量及贡献率的影响。结果表明，与CK处理相比，不同轮作处理均可提高0~40 cm土层[0.25, 2.00)、≥2.00 mm粒级团聚体含量以及各粒级团聚体与全土有机碳、全氮含量，提升土壤团聚体稳定性与[0.25, 2.00)、≥2.00 mm粒级团聚体有机碳和全氮贡献率。其中，0~20 cm土层，与CK处理相比，不同轮作处理>0.25 mm粒级团聚体含量（R_>0.25）显著提高8.34%~16.70%，≥2.00 mm粒级有机碳贡献率显著提高10.48%~ 21.00%，SWC和SWP处理≥2.00 mm粒级全氮贡献率分别显著提高21.40%和23.89%，SWP处理[0.25, 2.00) mm粒级有机碳和全氮贡献率分别显著提高15.67%和12.52%。RDA分析表明，土壤团聚体组成变化与团聚体稳定性及碳、氮贡献率紧密相关，其中，[0.25, 2.00) mm粒级团聚体（82.8%）是主要驱动因子。由此可知，甘薯合理轮作可以改善土壤团聚体组成分布，提升团聚体稳定性，提高≥0.25 mm粒级团聚体有机碳、全氮含量及贡献率。

关键词: 甘薯, 轮作, 团聚体, 有机碳, 全氮

Abstract:

In order to investigate the effects of different rotation patterns of sweet potato on soil aggregate stability and carbon and nitrogen contents, field positioning experiments were conducted from 2019 to 2023 to study the effects of sweet potato/wheat (CK) double cropping and continuous cropping with rapeseed (SWR), corn (SWC), and peanut (SWP) on soil aggregate composition, stability, carbon and nitrogen contents, and contribution rates in 0-20 cm and 20-40 cm soil. The results showed that compared with the CK treatment, different rotation patterns of sweet potatoes could increase the contents of [0.25, 2.00) and ≥2.00 mm particle size aggregates in the soil layer of 0-40 cm, as well as the organic carbon and total nitrogen contents of each particle size aggregate and total soil. They also improved the stability of soil aggregates and the contribution rates of organic carbon and total nitrogen in [0.25, 2.00) and ≥2.00 mm particle size aggregates. Among them, in the 0-20 cm soil layer, compared with the CK treatment, the content of >0.25 mm aggregate (R_>0.25) significantly increased by 8.34%-16.70% under different rotation treatments. The contribution rate of organic carbon in the ≥2.00 mm particle size significantly increased by 10.48%-21.00%. The SWC and SWP treatments significantly enhanced the contribution rate of total nitrogen in the ≥2.00 mm particle size by 21.40% and 23.89%, respectively. Additionally, the SWP treatment significantly increased the contribution rates of organic carbon and total nitrogen in the [0.25, 2.00) mm particle size by 15.67% and 12.52%, respectively. Redundancy analysis (RDA) showed that changes in soil aggregate composition were closely correlated with soil aggregate stability and the contribution rates of organic carbon and total nitrogen, and [0.25, 2.00) mm aggregates (82.8%) were the primary driving factor. In summary, reasonable sweet potato rotation can improve the distribution of soil aggregate composition, enhance aggregate stability, and increase the organic carbon, total nitrogen content, and contribution rate of ≥0.25 mm particle size aggregates.

Key words: Sweet potato, Crop rotation, Aggregate, Organic carbon, Total nitrogen

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图/表 7

表1

表2

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参考文献 35

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土层 Soil layer		处理 Treatment	团聚体质量分数Aggregate mass fraction (%)
土层 Soil layer		处理 Treatment	<0.053 mm	[0.053, 0.25) mm	[0.25, 2.00) mm	≥2.00 mm
0~20 cm	CK		16.06±0.43a	25.92±0.68a	35.67±0.36c	22.35±0.96d
	SWR		13.54±0.79c	23.61±0.44b	38.05±0.33b	24.80±0.77c
	SWC		14.94±0.51b	21.44±0.67c	37.53±0.54b	26.09±0.98b
	SWP		12.31±0.50d	19.99±0.37d	40.58±1.14a	27.12±0.67a
20~40 cm	CK		19.95±0.43a	30.24±0.55a	30.89±0.63c	18.92±0.45c
	SWR		18.56±0.65b	28.92±0.75ab	32.44±0.43b	20.08±0.56b
	SWC		18.21±0.52b	28.14±0.58b	31.91±0.62bc	21.74±0.32a
	SWP		17.67±0.69c	26.03±0.59c	34.06±0.41a	22.24±0.74a

土层 Soil layer	处理 Treatment	平均重量直径 MWD	几何平均直径 GMD	>0.25 mm 团聚体含量 R_>0.25
0~20 cm	CK	1.34±0.02c	0.82±0.05b	58.01±0.71c
	SWR	1.38±0.02bc	0.86±0.03ab	62.85±0.81b
	SWC	1.44±0.03a	0.88±0.03ab	63.61±1.49b
	SWP	1.42±0.03ab	0.90±0.04a	67.70±1.78a
20~40 cm	CK	1.13±0.05a	0.63±0.04a	49.81±0.18c
	SWR	1.15±0.04a	0.65±0.04a	52.52±0.97b
	SWC	1.19±0.03a	0.67±0.01a	53.65±0.36b
	SWP	1.18±0.03a	0.68±0.01a	56.30±1.15a