秸秆还田替代化肥对土壤有机碳组分及冬小麦产量的影响

作者：李廷亮; 王嘉豪; 黄璐; 王灏滢

来源：山西农业科学, 2022, 50(06): 771-780.

• 秸秆还田
• 旱地麦田土壤
• 有机碳组分
• 碳库指数

为了探究黄土旱塬麦田不同秸秆还田量替代化肥对土壤有机碳库变化特征的影响，为农田土壤固碳减排及作物稳产增效提供理论依据，试验于2018—2021年在晋南旱地冬小麦种植区进行，设置秸秆不还田(S0,CK)、秸秆半量还田(S1/2)、秸秆全量还田(S1)、秸秆2倍量还田(S2)4个处理(CK的养分投入全部以化肥添加，而S1/2、S1和S2中的部分养分通过秸秆还田补充，各处理氮(N)和磷(P2O5)有效养分投入量相同)，研究不同秸秆还田量替代部分化肥对土壤总有机碳、各有机碳组分和土壤碳库指数的影响。结果表明，连续3 a秸秆还田替代化肥使土壤总有机碳以及土壤微生物量碳、可溶性有机碳、颗粒有机碳、易氧化有机碳含量均不同程度提升，各处理间均表现为S2>S1>S1/2>S0。各有机碳组分占土壤总有机碳的百分比从大到小总体表现为颗粒有机碳>易氧化有机碳>可溶性有机碳>土壤微生物量碳，其中，颗粒有机碳占土壤总有机碳的46.38%～50.59%；不同有机碳组分中，土壤微生物量碳较CK提升幅度最高(15.87%～84.23%)，表明其是反映该地区土壤有机碳库变化最敏感的组分。土壤碳库管理指数不同处理由大到小表现为S2>S1>S1/2>S0，且S2处理显著高于S0处理。相关性分析表明，除可溶性有机碳外，其余有机碳组分均与土壤总有机碳间呈极显著正相关关系，其中颗粒有机碳与土壤总有机碳关系更为紧密，结合各有机碳组分在总有机碳中的比例，表明土壤颗粒有机碳是土壤有机碳固存的重要形式。秸秆还田部分替代化肥可提高旱塬冬小麦产量，且随秸秆还田量增加而增加，S2和S1处理的籽粒产量和生物产量显著高于CK，但S2和S1处理间差异不显著。综上所述，在黄土旱塬冬麦区，2倍秸秆还田量(平均为7 477 kg/hm2)替代32%N、63%P2O5条件下可更有效促进土壤碳库积累，提升土壤质量，提高冬小麦产量，实现旱作农业可持续生产。

• 单位
  山西农业大学