秸秆添加对石灰性土壤有机与无机碳释放的影响

作者：孙昭安; 王方; 张珊; 张轩; 孟凡乔^*

来源：土壤学报, 2021, 58(06): 1520-1529.

• 土壤有机碳
• 土壤无机碳
• 秸秆分解
• 稳定同位素溯源模型
• 13C标记" name="keyword">13C标记

在富含碳酸盐的石灰性土壤上,土壤本身CO2释放不仅来自土壤有机碳(SOC)的分解,也源于无机碳(SIC)的溶解。在秸秆还田下,石灰性土壤CO2释放来源达到三个(秸秆碳、SOC和SIC),由于区分技术的限制,当前区分CO2释放三源的研究,尚少见报道。以华北石灰性农田土壤为研究对象,采用13C标记玉米秸秆添加土壤进行室内培养32周,设置4个处理,分别为无添加对照(CK)、低量秸秆添加(S1,相当于田间秸秆还田量9.6 t·hm–2)、中量秸秆添加(S2,秸秆还田量28.8t·hm–2)和高量秸秆添加(S3,秸秆还田量48.0t·hm–2),利用秸秆碳、SOC与SIC之间的δ13C差异,借助稳定同位素溯源模型IsoSource,区分土壤CO2的释放来源,明确秸秆添加对石灰性土壤有机与无机碳释放的影响。结果表明,随着培养时间的进行,土壤释放CO2中源于秸秆的贡献呈下降趋势;秸秆分解对土壤CO2释放的贡献随着秸秆添加量增加而增加,对于S1、S2和S3处理,土壤释放CO2中源于秸秆、SOC和SIC的贡献比值约分别为3︰3︰4、5︰2︰3和6︰2︰2;与CK相比,S1处理降低SOC分解的激发效应(程度为9%),S2和S3处理反而增加了SOC分解的激发效应(程度分别为22%和57%);秸秆和SOC矿化增加SIC溶解的释放,随秸秆添加量增加而增加,S1、S2和S3处理提高SIC源CO2的释放程度分别为368%、561%和652%。因此,秸秆添加不仅影响SOC源CO2的释放,也增加了SIC源CO2的释放,若忽略SIC溶解对土壤CO2释放的贡献,可能导致SOC矿化量的高估,进而影响SOC激发效应评估的准确度。

• 单位
  中国农业大学; 潍坊学院