秸秆还田条件下农田系统碳循环研究进展

摘要：

秸秆还田是农田生态系统的固碳减排的一种措施，现已成为国内外学者研究的热点。本文在分析农田系统碳循环流通的基础上，将系统划分为土壤、植物和大气3个子系统，对秸秆还田条件下各个子系统中碳的流动变化情况进行讨论。在土壤子系统中，秸秆还田对土壤有机碳（SOC）、土壤矿化碳、土壤微生物碳（MBC）的变化都有作用。秸秆还田的初期可能会降低微生物利用碳源的能力，影响群落物种分布的均匀度，致使作物对碳、氮利用率下降；然而，长期的效应仍会增加土壤微生物的多样性和活性。研究亦认为秸秆还田特别是与有机肥配合使用，能够提高土壤有机碳的含量；对土壤有机碳矿化具有明显促进作用，但是对土壤原有的有机碳矿化影响尚不清楚。秸秆还田在植物子系统中的影响主要集中在植物光合碳变化。已有的研究表明秸秆还田对作物光合作用的影响表现为正效应；然而根际碳流通的变化尚不清楚。在大气子系统中，秸秆还田能够增强旱地耕作土壤的呼吸作用，促进CO2的排放；而淹水条件下，秸秆还田使土壤有机碳矿化受到了明显抑制，对CO2没有明显影响。与此类似，淹水条件促进CH4排放，排水良好可以减少CH4的释放。事实上对CH4的排放而言，水份的影响可能比秸秆还田所产生的影响更大。笔者认为秸秆还田后土壤有机碳流通变化机理，及根际碳的流通变化影响仍有待进一步解析。其次，农业机械使用所产生的 CO2气体在研究秸秆还田模式时也应被考虑在内。除此之外，秸秆还田这种减排措施(CO2)的减排潜力、适宜应用的区域、可能的协同作用和一些限制及不利因素还没有得到确切的评估，实施过程中应考虑社会和经济层面上的因素。

关键词：秸秆还田、土壤碳库、碳循环、土壤呼吸作用

分类号：S181;X144;X171.1(农业生物学)

资助基金：“十二五”国家科技支撑计划循环农业科技工程项目2012BAD14B13

在线出版日期：2014-06-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：344-351