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磷和秸秆添加对黑土CO2排放量的影响及其驱动因素

文献类型: 中文期刊

作者: 张路平;李亚林;孙晓东;任凤玲;高洪军;邬磊;孙楠;徐明岗

作者机构:

关键词: 黑土;农田土壤;磷有效性;秸秆添加;二氧化碳(CO2)排放量

期刊名称:环境科学

ISSN: 0250-3301

年卷期: 2025 年

页码:

收录情况: EI(2025版) ; ; 北大核心(2023版) ; ; CSCD(2025-2026年度) ; ; 科技核心(2024版)

摘要: 秸秆还田是提升土壤碳积累和肥力的重要农田管理措施,但其可能引发土壤微生物的养分限制,进而影响CO2排放量。磷(P)作为关键养分,磷有效性和秸秆还田如何调控黑土二氧化碳(CO2)排放量尚不清楚。因此,采集公主岭黑土长期定位施肥试验中的不施肥处理土样,设置9个梯度磷添加(0、5、10、15、30、50、80、100和150 mg·kg-1的Na2HPO4溶液,以P计),结合添加秸秆,进行了28 d的室内培养试验,期间测定CO2排放量的动态变化,分析磷和秸秆添加对黑土CO2排放量的影响及其驱动因素。结果表明,在不添加秸秆条件下,黑土累计CO2排放量(以C计)为311.0~386.5 mg·kg-1,CO2排放量随着磷添加量的增加呈先下降后上升的非线性变化趋势,在15 mg·kg-1的磷添加量下达到最低值,较不添加磷处理显著降低18.1%。在秸秆添加条件下,黑土累计CO2排放量为721.9~855.5 mg·kg-1,平均为不添加秸秆的2.3倍,且随着磷添加量的增加呈线性增长趋势,在100 mg·kg-1的磷添加量下达到最大值,较不添加磷显著增加18.5%。相关分析结果表明,在不添加秸秆条件下,黑土累计CO2排放量与溶解性有机碳(DOC)和溶解性无机氮(DIN)显著正相关,在秸秆添加条件下,黑土累计CO2排放量与DOC、DIN和微生物生物量碳(MBC)显著正相关。磷添加显著改变了土壤DOC、DIN、MBC含量和微生物呼吸熵(qCO2),进而调控CO2排放量。综上,在不添加秸秆条件下,适量磷添加可缓解黑土碳分解损失,而在秸秆添加条件下,黑土CO2排放量随磷添加量的增加而增加。在农业生产中,应根据土壤磷有效性合理调控磷肥施用量,避免过量施用磷肥,以实现固碳减排的双重目标。

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