添加木本泥炭和膨潤土對侵蝕退化黑土理化性質的影響

我國東北黑土區是重要的商品糧生產基地，但由于特殊的自然條件和人為因素的共同作用，土壤侵蝕日趨嚴重（圖1）。土壤侵蝕導致容易吸附養分的細顆粒流失，不易吸附養分的粗顆粒沉積，土壤通氣透水性和持水性變差，有機質含量下降，造成土地退化，成為東北黑土區亟待解決的問題。為減緩黑土農田侵蝕退化，提高農田地力，本研究選取典型侵蝕退化黑土地，向土壤中添加木本泥炭和膨潤土，利用室內模擬（圖2）和田間原位觀測（圖3）相結合，進行土壤飽和導水率、導氣率和相對氣體擴散率以及持水性、有機碳含量和作物產量研究。

木本泥炭是在濕地條件下，死亡植物殘體不完全碳化形成的產物，具有通氣性好、容重小、有機質和腐殖酸含量高、疏松多孔、比表面積大、吸附能力強等特點。膨潤土是以蒙脫石為主要成分的黏土礦物，其黏粒含量高，具有很強的吸濕性和膨脹性，體積膨脹可達數倍。添加木本泥炭提高了土壤K_s、K_a和D_p/D₀，而膨潤土會使土壤K_s、K_a和D_p/D₀降低?；旌咸砑幽颈灸嗵亢团驖櫷梁?，一方面，有機碳促進了微生物的活動，同時有機碳和黏粒在微生物的作用下形成了穩定的團粒結構，增強了土壤的通氣透水性能，并有效減少有機碳的分解；另一方面，有機物質可以使化肥增效，從而刺激作物生長，增強植物代謝活動和抗逆性能，提高作物產量。

研究表明：在東北黑土區，向侵蝕退化土壤中添加木本泥炭和膨潤土可以緩解土壤侵蝕帶來的不利影響。室內模擬試驗添加木本泥炭可以使飽和導水率增加9.9%、導氣率增加18.9%、相對氣體擴散率增加15.5%、有機碳含量增加71.5%、盆栽玉米產量增加2.0倍。大田大豆地添加木本泥炭或混合添加可以使原位土壤飽和導水率分別提高75.0%和134.4%、導氣率分別降低45.2%和38.2%、相對氣體擴散率分別提高32.0%和28.0%、有機碳含量分別提高36.1%和36.0%、大豆產量分別提高43.2%和26.3%。添加木本泥炭和膨潤土均可以提高土壤持水能力，膨潤土可以使有機碳在土壤中礦化減慢?？傮w而言，混合添加木本泥炭和膨潤土的效果Z好，可以快速改良退化農田土壤，提高地力。