添加秸秆对长期不同碳氮管理土壤各粒级团聚体激发效应的影响

作者：曹彬彬; 李雨诺; 朱熠辉; 师江澜; 田霄鸿^*

来源：西北农林科技大学学报(自然科学版), 2021, 49(05): 56-73.

DOI：10.13207/j.cnki.jnwafu.2021.05.008

• 土壤团聚体
• 表观激发效应
• 土壤有机碳
• 秸秆还田

【目的】分析添加秸秆对长期不同碳氮管理土壤团聚体尺度激发效应的影响,为揭示秸秆还田对土壤有机碳(SOC)固持能力的内在影响机理提供理论依据。【方法】以2002年开始的长期定位试验中碳氮管理水平不同的2种供试土壤(S0N0.秸秆不还田+不施氮肥;S1N1.高量秸秆还田+高量氮肥(240 kg/hm2))为材料,采用室内恒温培养试验,利用干筛法得到3种粒级的团聚体(粗大团聚体、细大团聚体和微团聚体),分别在添加玉米秸秆和不添加玉米秸秆的条件下于25℃黑暗培养70 d,测定各粒级团聚体的CO2释放量、表观激发效应(PE)及有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)含量。【结果】未添加秸秆时,S0N0和S1N1土壤微团聚体的CO2累积释放量均高于大团聚体(粗大团聚体和细大团聚体);添加等量秸秆后,2种土壤各粒级团聚体的CO2累积释放量均有提高;在S0N0土壤中,粗大团聚体与微团聚体产生的表观PE无显著差异,但均显著小于细大团聚体;而在S1N1土壤中,不同粒级团聚体表观PE由大到小依次为细大团聚体>粗大团聚体>微团聚体。与未添加秸秆相比,添加秸秆后2种土壤各粒级团聚体SOC含量均显著增加,且2种土壤中各粒级团聚体SOC含量表现为微团聚体>大团聚体。无论添加秸秆与否,在S1N1土壤中,大团聚体的DOC含量均显著高于微团聚体;而在S0N0土壤中,3个粒级团聚体的DOC含量无显著差异。在S1N1土壤中,未添加秸秆时,各粒级团聚体的MBC含量无显著差异;添加秸秆后,微团聚体的MBC含量显著高于大团聚体。在S0N0土壤中,未添加秸秆时,大团聚体的MBC含量显著小于微团聚体;而添加秸秆后,粗大团聚体的MBC含量显著小于微团聚体和细大团聚体。【结论】作物秸秆的投入会因产生激发效应,进而改变土壤各粒级团聚体中原SOC的矿化情况;不管土壤碳氮水平高低,微团聚体对SOC的保护作用均比大团聚体更好。

• 单位
  农业部; 西北农林科技大学