论文摘要
开垦对土壤性状有很大的影响,但是荒漠土壤开垦种植作物后,土壤性质如何变化还不清楚。本文选取荒漠土壤开垦后种植5年大麦和小麦+5年玉米、5年大麦和小麦+5年苜蓿及6年大麦和小麦+4年刺槐苗圃为三种土地利用方式,以未开垦荒漠土壤为对照,研究开垦利用对荒漠土壤基本理化性质、有机碳、氮、磷养分含量和土壤结构变化的影响。以期评价荒漠区利用方式下土壤性质的变化状况。主要研究结论如下:1.荒漠土壤粘粒含量很低（平均在10%以下）,质地为粉壤或砂壤。在030cm深度,未开垦荒地pH值为8.6。与未开垦荒地相比较,种植玉米和作为苗圃地利用情况下pH值分别降低0.3和0.5个单位,而苜蓿地pH值高达9.0,这可能与苜蓿地在种植苜蓿以前发生了碱化有关。未开垦荒地030cm深度CaCO3含量(120147g kg-1)和电导率值很高。10年的开垦利用没有对CaCO3含量产生明显的影响,但是显著降低了电导率,而使土壤容重升高。2.未开垦荒地总有机碳和颗粒有机碳含量在010cm、1020cm、2030cm深度分别为3.1和0.6、3.7和0.7、4.2和0.8g kg-1。与未开垦荒地相比较,玉米地和刺槐苗圃地土壤总有机碳含量在020cm深度分别增加了3268%和27136%,但是苜蓿地仅在010cm土层增加了48%,而在2030cm层降低了36%。在020cm深度,玉米地颗粒有机碳含量增加了143167%,而苜蓿地和苗圃地则仅在010cm土层分别增加了217和550%。在030cm深度,玉米地和苗圃地矿物结合态土壤有机碳含量与未开垦荒地之间差异不显著,而苜蓿地则显著低于未开垦荒地。不同利用之间矿物结合态有机碳含量的这种变化主要是由于土壤粘粒含量之间的变化所引起（r=0.69,p<0.01）。在030cm深度,未开垦荒地总有机碳、颗粒有机碳和矿物结合态有机碳储量分别为13、2和11Mg ha-1。与未开垦荒地相比较,在种植玉米、苜蓿、刺槐苗圃情况下总有机碳和颗粒有机碳储量分别增加了52和200%、29和200%、65和350%,而矿物结合态有机碳储量变化不明显。在10年的利用过程中,总有机碳和颗粒有机碳平均截获率在种植玉米、苜蓿、刺槐苗圃情况下分别为0.6和0.4、0.3和0.4、0.8和0.7。在50天的培养条件下,未开垦荒地矿化碳含量在010cm、1020cm和2030cm深度分别为0.26、0.24和0.28g kg-1。与未开垦荒地相比较,在020cm深度,矿化碳含量在种植玉米、苜蓿和刺槐苗圃情况下分别增加了135163,121231和129296%,而在2030cm深度,矿化碳含量仅在种植玉米情况下增加了136%。荒漠土壤种植作物10年后,土壤碳矿化释放的CO2-C分配比例分别在010cm、1020cm和2030cm深度均显著增加。3.与未开垦荒地相比较,玉米地和刺槐苗圃地030cm土壤全氮含量分别增加了61和64%,而苜蓿地全氮含量变化不大。10年的开垦利用使荒漠土壤C/N显著下降。玉米地、苗圃地030cm土壤全磷和速效磷变化不显著,而苜蓿地则降低了38和80%。上述结论表明,10年的开垦利用使荒漠土壤变为碳汇,开垦利用及与之相联系的灌溉和施肥状况显著影响土壤C截获,N、P养分含量。4.开垦利用使荒漠土壤粘粒稳定性显著提高,但是水稳性团聚体稳定率只在种植刺槐苗圃情况下有所增加,表明10年的开垦利用没能改善荒漠土壤松散的结构状况。