耕作方式影响下水稻生育期土壤水溶性有机碳的光谱特征

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0624

中国农学通报 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (9): 99-106.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0624

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耕作方式影响下水稻生育期土壤水溶性有机碳的光谱特征

董林林¹^,²(), 严凯³, 盛雪雯³, 陆长婴¹^,², 施林林¹^,², 王海候¹^,², 吴正贵³()

¹ 国家土壤质量相城观测实验站，江苏苏州 215155
² 苏州市农业科学院，江苏苏州 215105
³ 苏州市农业技术推广中心，江苏苏州 215006

收稿日期:2024-09-26 修回日期:2025-01-19 出版日期:2025-03-25 发布日期:2025-03-25
通讯作者:
吴正贵，男，1973年出生，江苏盐城人，研究员，本科，研究方向：水稻高产高效栽培技术研究与推广。通信地址：215006 江苏省苏州市姑苏区竹辉路158号苏州市农业技术推广中心，Tel：0512-65237721，E-mail：wuzhenggui@163.com。
作者简介:
董林林，女，1979年出生，甘肃天水人，副研究员，博士，研究方向：农业耕作与土壤培肥研究。通信地址：215155 国家土壤质量相城观测实验站苏州市农业科学院，Tel：0512-65507220，E-mail：jinjindoudou2005@163.com。
基金资助:
苏州市农业科技创新项目“双碳目标下环太湖地区优质稻米绿色低碳生产关键技术”(SNG2022071); 苏州市碳达峰碳中和科技重点专项“基于丰产高效的农田生态系统固碳增汇技术集成与示范”(ST202228); 江苏省碳达峰碳中和专项“稻麦高产高效与固碳减排协同关键技术研究”(BE2022308)

Spectral Characteristics of Soil Water-soluble Organic Carbon Affected by Cultivation Methods During Rice Growth Period

DONG Linlin¹^,²(), YAN Kai³, SHENG Xuewen³, LU Changying¹^,², SHI Linlin¹^,², WANG Haihou¹^,², WU Zhenggui³()

¹ National Agricultural Experimental Station for Soil Quality, Xiangcheng, Suzhou, Jiangsu 215155
² Suzhou Academy of Agricultural Sciences, Suzhou, Jiangsu 215105
³ Suzhou Agricultural Technology Promotion Center, Suzhou, Jiangsu 215006

Received:2024-09-26 Revised:2025-01-19 Published:2025-03-25 Online:2025-03-25

摘要/Abstract

摘要：

耕作方式影响下土壤水溶性有机碳的变化对作物生长与土壤碳循环的意义重大。本研究在太湖地区开展了稻麦旋耕和稻麦免耕方式的田间试验，对比研究耕作方式对水稻关键生育期土壤水溶性有机碳含量及光谱特征的影响。结果表明：稻麦旋耕和稻麦免耕处理的土壤有机碳含量，分别从水稻种植前的21.73、21.30 g/kg增加至水稻收获后的21.95、23.49 g/kg，而水溶性有机碳含量，分别从水稻种植前的1.74、1.66 g/kg增加至水稻收获后的3.74、4.35 g/kg，稻麦免耕更有利于增加土壤固碳和水溶性有机碳含量；2种耕作方式下土壤水溶性有机碳的SUVA₂₅₄和SUVA₂₆₀均比水稻种植前略有下降，且稻麦免耕的SUVA₂₅₄和SUVA₂₆₀均高于稻麦旋耕，而E₂/E₃和E₃/E₄均有提高，稻麦免耕比稻麦旋耕更有利于提高水溶性有机碳的芳香性和腐殖化程度。相对于稻麦旋耕，稻麦免耕更有利于提升水溶性有机碳的稳定性，对增加稻田土壤固碳有着积极的作用。

关键词: 旋耕, 免耕, 水溶解性有机碳, 光谱特征, 稻麦轮作

Abstract:

Soil water-soluble organic carbon (WSOC) changed with cultivation methods is of great significance to crop growth and soil carbon cycle. In this study, a field experiment was conducted to compare the effects of rotary tillage (RT) and no tillage (NT) on the content and spectral characteristics of WSOC during the key growth period of rice in rice-wheat rotation system in the Taihu Lake Region. The results showed that the content of soil organic carbon (SOC) in RT and NT treatments increased from 21.73 g/kg and 21.30 g/kg before rice planting to 21.95 g/kg and 23.49 g/kg after rice harvest, respectively. Meanwhile, the content of water-soluble organic carbon in RT and NT treatments increased from 1.74 g/kg and 1.66 g/kg before rice planting to 3.74 g/kg and 4.35 g/kg after rice harvest, respectively. No tillage for rice-wheat rotation system was more conducive to increasing soil carbon sequestration and water-soluble organic carbon. Under the both tillage methods, the SUVA₂₅₄ and SUVA₂₆₀ of WSOC after rice harvest decreased slightly compared to that before planting rice, and the SUVA₂₅₄ and SUVA₂₆₀ of NT were higher than those of RT, while E₂/E₃ and E₃/E₄ were both increased. No tillage was more conducive to improving the aromaticity and humification of WSOC than RT for rice-wheat rotation system. Compared to rotary tillage, no tillage was more conducive to improving the stability of WSOC and had a positive effect on increasing soil carbon sequestration in paddy soil of rice-wheat rotation system.

Key words: rotary tillage, no tillage, water-soluble organic carbon, spectral characteristics, rice-wheat rotation system

董林林, 严凯, 盛雪雯, 陆长婴, 施林林, 王海候, 吴正贵. 耕作方式影响下水稻生育期土壤水溶性有机碳的光谱特征[J]. 中国农学通报, 2025, 41(9): 99-106.

DONG Linlin, YAN Kai, SHENG Xuewen, LU Changying, SHI Linlin, WANG Haihou, WU Zhenggui. Spectral Characteristics of Soil Water-soluble Organic Carbon Affected by Cultivation Methods During Rice Growth Period[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2025, 41(9): 99-106.

图/表 6

图1. 稻麦旋耕和稻麦免耕方式下水稻不同生育期土壤含水量的变化

图2. 稻麦旋耕和稻麦免耕方式下水稻不同生育期土壤有机碳含量变化图中不同字母表示水稻同一生育期内2种不同耕作方式下土壤有机碳含量间的差异显著(P<0.05)。下同

图3. 稻麦旋耕和稻麦免耕方式下水稻不同生育期土壤水溶性碳、氮变化

图4. 稻麦旋耕和稻麦免耕方式下水稻不同生育期土壤水溶性有机碳的光谱特征

图5. 稻麦旋耕和稻麦免耕方式下水稻不同生育期水溶性有机碳的腐殖化特征

	SOC	WSOC	WSN	WSOC/SOC	WSOC/WSN	SIUVA₂₅₄	SUVA₂₆₀	E₂/E₃	E₃/E₄
SOC	1
WSOC	0.285^*	1
WSN	-0.079	0.362^**	1
WSOC/SOC	0.436^**	0.992^**	0.076	1
WSOC/WSN	0.475^**	0.909^**	-0.312^*	0.898^**	1
SIUVA₂₅₄	0.17	0.247	-0.477^**	0.207	0.417^**	1
SUVA₂₆₀	0.172	0.253	-0.476^**	0.212	0.422^**	0.922^**	1
E₂/E₃	-0.05	0.143	0.080	0.163	0.120	-0.073	-0.074	1
E₃/E₄	-0.057	0.034	0.025	0.055	0.009	-0.174	-0.174	0.877^**	1

表1. 水溶性有机碳与光谱特征参数间的相关性分析

参考文献 25

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耕作方式影响下水稻生育期土壤水溶性有机碳的光谱特征

Spectral Characteristics of Soil Water-soluble Organic Carbon Affected by Cultivation Methods During Rice Growth Period

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