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摘要
【目的】秸秆还田是我国东北黑土地保护的重要措施。在实际的农业生产中秸秆与根际沉积同时存在，然而关于它们同时存在时秸秆碳氮在土壤中的固定特征仍不清楚。本研究旨在比较不同土层土壤有机碳(SOC)中秸秆碳(13C-SOC)和土壤全氮(TN)中秸秆氮(15N-TN)含量的差异，探讨不同施肥下根际沉积对秸秆碳氮在土壤中固存的影响，以期为东北黑土地的保护和利用提供依据。【方法】以沈阳农业大学长期定位试验站不同施肥处理(不施肥，CK；单施化肥，NP)为研究对象，分别仅添加13C15N双标记秸秆(S)和添加13C15N双标记秸秆结合根际沉积(以下简称“根际沉积”)(SR)，即设CK+S、CK+SR、NP+S和NP+SR 4个处理。分别在田间原位试验的第50天和第150天采样，并测定不同土层SOC含量及其δ13C值、TN含量及其δ15N值。【结果】在秸秆分解前期(第50天)，施肥、根际沉积及其交互作用显著影响(P<0.05)表层(0—20 cm)土壤的13C-SOC和15N-TN含量。第50天，CK+SR与CK+S处理相比，表层土壤的13C-SOC和15N-TN含量分别增加了18.6%和21.7%(P<0.05)；不同施肥下，S(CK+S和NP+S)与SR(CK+SR和NP+SR)处理表层土壤13C-SOC对SOC的贡献率平均分别为10.5%和12.0%;CK下两个处理(CK+S和CK+SR)与NP下对应的处理(NP+S和NP+SR)相比，表层土壤15N-TN对TN的贡献率平均增加了27.6%(P<0.05)。第50天，深层土壤(20—50 cm)13C-SOC对SOC的贡献率和15N-TN对TN的贡献率分别为1.0%—2.2%和0.5%—0.9%。在秸秆分解后期(第150天)，根际沉积和施肥分别显著影响(P<0.05)表层土壤13C-SOC和15N-TN含量。第150天，仅添加秸秆处理与根际沉积处理相比，表层土壤13C-SOC含量增加了12.6%(P<0.05);CK下两个处理与NP下对应的处理相比，表层土壤15N-TN含量平均增加了22.0%(P<0.05);CK各处理和NP各处理表层土壤15N-TN对TN的贡献率平均分别为5.5%和4.0%。第150天，深层土壤13C-SOC对SOC的贡献率和15N-TN对TN的贡献率分别为0.8%—3.2%和0.7%—1.8%。【结论】秸秆分解后期根际沉积对表层土壤中秸秆碳的固定起负反馈效应，秸秆碳氮不断从表层土壤向深层土壤迁移和累积，其对土壤有机碳和氮库稳定性的影响应予以重视。
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单位土地与环境学院; 沈阳农业大学
