长期复种绿肥下光合碳在水稻-土壤系统中的分配与稳定

作者：刘伟民; 舒业勤; 夏银行; 向红坤; 高鹏; 赵紫薇; 黄晶; 高菊生^*; 张振华^*

来源：土壤学报, 2023, 60(04): 1067-1076.

• 稻田
• 绿肥
• 光合碳
• 13C脉冲标记" name="keyword">13C脉冲标记
• 有机碳组分

冬季复种绿肥是我国南方稻区传统的培肥增产模式，探究长期冬种绿肥下光合碳在水稻-土壤系统中的分配规律，对深入解析稻田土壤碳循环、充分发挥绿肥的生态功能具有重要意义。基于稻-稻-绿肥复种长期定位试验(38年)，针对稻-稻-紫云英、稻-稻-油菜和稻-稻-休闲三种处理，采用13C-CO2脉冲标记技术，研究长期冬季复种绿肥下光合碳在早稻季分蘖期水稻-土壤系统中的分配特征。结果表明，与冬季休闲处理相比，复种紫云英和油菜处理使早稻地上部13C-光合碳积累量每穴分别增加19.9mg和80.6mg；复种紫云英处理使早稻地下部13C-光合碳积累量每穴降低2.7mg，而复种油菜处理对早稻地下部13C-光合碳积累量无显著影响。同时，冬季复种紫云英和油菜减少了早稻13C-光合碳向土壤的分配，积累量每穴分别降低7.6mg和7.8 mg；复种紫云英处理对水稻13C-光合碳在土壤颗粒有机碳(POC)和矿物结合态有机碳的分配比例无显著影响，复种油菜处理促进了水稻13C-光合碳向土壤POC中的分配，使13C-POC的占比增加35.3%。综上，长期复种绿肥促进了水稻分蘖期光合碳在水稻-土壤系统中的积累，与冬季休闲处理相比，冬季复种绿肥使光合碳在水稻-土壤系统中积累量增加3.7%～28.0%；增加了光合碳向水稻地上部的分配，减少了其向水稻地下部及土壤中的分配比例；且复种油菜处理减弱了土壤中水稻光合碳的稳定性；从增加有机碳总量和光合碳稳定性的角度可知，复种紫云英是相对较好的一种冬季复种绿肥模式。

• 单位
  湖南农业大学; 祁阳农田生态系统国家野外科学观测研究站; 中国农业科学院衡阳红壤实验站