地膜覆盖麦田土壤有机碳矿化特征及其温度敏感性

摘要：

[目的]明确旱地土壤有机碳矿化对地膜长期覆盖的响应及有机碳矿化的温度敏感性,进而深入理解土壤有机碳的转化与稳定机制,为旱地土壤培肥和作物增产提供理论支撑.[方法]在黄土高原东南部2012年开始的旱地小麦田间地膜覆盖试验的基础上,采集不同覆盖栽培模式(常规施肥(不覆膜)、测控施肥(不覆膜)、垄膜沟播(覆膜)、平膜穴播(覆膜))试验的0-20 cm土层土壤样品,采用不同温度(15、25和35℃)进行室内有机碳矿化培养实验.在培养后的第1、3、5、7、14、21、28、35和42天运用碱液吸收法测定土壤有机碳矿化速率,结合双库指数模型拟合土壤活性和惰性有机碳库的容量及其分解速率,研究地膜覆盖对土壤有机碳矿化特征的影响及有机碳矿化对温度变化的响应规律.[结果]温度升高显著提高了土壤有机碳矿化速率、累积矿化量和惰性有机碳库(Cs)的矿化量,但是显著降低了温度敏感性系数(Q10)和活化能(Ea).25℃和35℃时土壤有机碳矿化速率和累积矿化量均无显著差异,分别为15℃时的2倍,Cs的矿化量分别较15℃时提高了93.4％和105.3％.但是Q10(25-35℃)比Q10(15-25℃)降低了19.3％,Ea (25-35℃)比Ea (15-25℃)同步降低了68.0％.地膜覆盖显著提高了土壤有机碳累积矿化量、Q10、Ea以及Cs的矿化量.同常规施肥相比,垄膜沟播和平膜穴播均显著提高了土壤有机碳累积矿化量,增幅分别为26.5％-38.6％ (25℃)和27.8％-64.4％ (35℃),且以平膜穴播提升幅度最大;平膜穴播处理亦显著提高了Q10和Ea,其中Q10增幅分别为28.5％ (15-25℃)和25.8％ (25-35℃),Ea增幅分别为93.4％和193.1％;平膜穴播处理还显著提高了Cs的矿化量,增幅达115.8％-2208.2％.[结论]黄土高原旱地麦田土壤上地膜覆盖加速了土壤有机碳矿化,尤其是平膜穴播,主要通过增加惰性有机碳库的矿化,进而显著提高了土壤有机碳累积矿化量及其温度敏感性.

关键词：旱地;土壤有机碳矿化;温度敏感性;惰性有机碳库;平膜穴播

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资助基金：山西农业大学省部共建有机旱作农业国家重点实验室自主研发项目;黄土高原特色作物优质高效生产省部共建协同创新中心基金项目;山西省高等学校科技创新项目;国家自然科学基金;山西省土壤环境与养分资源重点实验室开放基金项目;山西农业大学科技创新基金青年科技创新项目;山西农业大学科技创新基金博士科研启动;国家重点研发计划;国家公益性行业农业科研专项

在线出版日期：2021-12-22（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：4611-4622