【摘 要】
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土壤结构是土壤功能的关键控制因素。良好的土壤结构对土壤水、肥、气、热能起到重要的调节作用。已有研究表明，长期施用化肥和有机肥后导致稻田土壤结构产生分异，并影响水稻产
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土壤结构是土壤功能的关键控制因素。良好的土壤结构对土壤水、肥、气、热能起到重要的调节作用。已有研究表明，长期施用化肥和有机肥后导致稻田土壤结构产生分异，并影响水稻产量，但是其作用机制尚不清楚。长期施肥通过影响有机物还田量影响土壤有机质含量，土壤有机质变化不仅影响土壤耕作的破坏作用，而且影响干湿交替过程中土壤结构的形成和稳定。利用29年的稻田长期施肥定位试验，结合田间监测和实验室模拟，本研究的目标有:1）明确长期施肥对团聚体稳定性、土壤孔隙分布、水分入渗和土壤抗张强度等土壤结构性质的影响，揭示其土壤有机质和氧化物的控制作用;2）通过模拟化学分散强度、耕作强度研究土壤结构稳定性及其干湿交替驱动下土壤结构变化的影响，揭示土壤有机质的控制作用;3）揭示不同耕作强度下土壤结构变化对施入N素转化的影响。主要研究结果有: 1)与无肥对照以及单施化肥处理相比，施用有机肥处理显著了提高土壤有机碳和无定形氧化铁含量，并改善了土壤结构。有机肥处理中土壤耕层和犁底层容重降低了17％和13％，土壤中通气孔隙和持水比例提高22-68％，土壤水分入渗速率提高了149％，土壤抗张强度降低了35％。土壤总孔隙度和土壤大、中孔隙比例与土壤有机碳呈显著相关(P＜0.05);土壤入渗速率、土壤抗张强度与有机碳以及无定形氧化铁含量呈显著正相关（P＜0.05）。 2)与无肥对照以及单施化肥处理相比，施用有机肥显著提高土壤抗分散性和抗机械破碎性。不同分散剂下施用有机肥处理的团聚体稳定性(MWD)为0.37-0.25mm，化肥处理的为0.18-0.15 mm，无肥处理的为0.19-0.16 mm。在0，200，800 rpm的模拟水耕处理下，施用有机肥处理的团聚体稳定性(MWD)为0.91-0.21 mm，化肥处理的为0.41-0.15 mm，无肥处理的为0.42-0.15 mm。施用有机肥显著（P＜0.01）降低了重塑土壤的饱和容重，提高了重塑土壤收缩能力(COLE)。土壤收缩曲线结果表明，土壤收缩能力随着搅拌强度和干湿交替次数的增加而减小;施用有机肥提高了土壤饱和孔隙比（es）以及结构孔隙变化速率。 3)模拟水耕后重塑土壤淋溶实验表明，与无肥和化肥处理相比施用有机肥显著提高了土壤淋溶液的铵态氮含量和电导率;随着耕作强度提高，氮素养分淋失的量增加，有机肥处理中增加量小于无肥处理。干湿交替后，土壤淋溶液铵态氮和硝态氮含量下降，电导率下降，有机肥处理下土壤淋溶液铵态氮含量大于其他处理。 综上所述，长期施入有机肥，促进土壤有机碳和无定形氧化铁含量的提高，改善了稻田土壤孔隙结构，增强土壤抵抗化学分散和水耕破坏的能力，提高土壤收缩能力和结构收缩速度，促进了干湿交替作用下土壤孔隙结构的形成，从而提高土壤氮素养分的保持能力。因此，施用有机肥可以改善土壤结构，提高土壤对于氮素营养的保持能力，适度的耕作对于良好土壤结构的产生和氮素养分的保持有着重要的意义。
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