不同耕作措施下添加秸秆对土壤有机碳及其相关因素的影响

摘要：

[目的]探究添加秸秆对不同耕作措施下土壤有机碳及其相关因素的影响,为北方旱作农田固碳增产管理提供理论依据.[方法]采集长期进行传统耕作(CT)和免耕(NT)的大田土壤样品进行室内培养试验,共设置4个处理,分别为传统耕作土壤不加秸秆(CT)、免耕土壤不加秸秆(NT)、传统耕作土壤加秸秆(CTS)和免耕土壤加秸秆(NTS),每个处理15次重复.在25℃恒温培养箱中进行通气培养,培养时间共180 d,此间定期取样进行有机碳含量、水稳性团聚体构成、土壤微生物量碳和相关土壤酶活性的测定.[结果](1)添加秸秆显著提高土壤有机碳含量和大团聚体含量.与CT相比,CTS提高土壤有机碳含量15％-46％;与NT相比,NTS提高土壤有机碳含量12％-21％;培养结束时,CTS、NTS处理的有机碳含量较初始分别提高26.8％和7.0％.CTS和NTS处理以2 000-250μm团聚体含量最高,占全部团聚体的41％-50％,CTS较CT提高＞250μm团聚体比例235％-310％,NTS较NT提高＞250μm团聚体比例96％-149％.(2)添加秸秆显著增加土壤有机碳δ13C值,CTS处理为80.93‰-115.22‰,NTS为48.92‰-80.49‰;CTS秸秆来源碳所占比例显著高于NTS,较NTS处理提高13％-66％.(3)添加秸秆显著提高微生物量碳(MBC)含量、β-葡萄糖苷酶(BG)、β-纤维二糖苷酶(CBH)和β-木糖苷酶(BXYL)活性.CTS较CT提高MBC含量239％-623％,提高BG、CBH和BXYL活性58％-170％、52％-337％和117％170％;NTS 较 NT 处理提高 MBC 含量 124％-555％,提高 BG、CBH 和 BXYL 活性28％-181％、4％-304％和 13％-118％.(4)土壤有机碳含量与BG、CBH和BXYL活性、MBC及＞2 000μm、2 000-250μm团聚体比例呈显著正相关关系,与250-53 um、＜53μm团聚体比例呈显著负相关关系;BG、CBH、BXYL 3种酶活性彼此之间表现为极显著正相关关系,且均与MBC、＞2 000μm团聚体、2 000-250μm团聚体显著正相关,与＜53μm团聚体极显著负相关.线性相关分析结果表明水稳性大团聚体(＞250μm)可解释有机碳变化的48％,MBC可解释有机碳变化的45％,BG、CBH和BXYL酶活性分别可解释有机碳变化的66％、44％、53％.[结论]添加秸秆可显著提高土壤有机碳和大团聚体含量,促进微生物数量增加和土壤酶活性增强,且对传统耕作土壤有机碳及其相关因素的影响更大,有机碳在土壤中的固定除了受团聚体物理保护外,还受土壤中微生物作用的调节.

关键词：团聚体、有机碳、δ13C、土壤酶、添加秸秆、耕作措施

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资助基金：国家重点研发计划;国家科技支撑计划课题;青岛农业大学博士基金

在线出版日期：2021-04-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1176-1187