不同耕作措施下添加秸秆对土壤有机碳及其相关因素的影响
文献类型: 中文期刊
作者: 王碧胜;于维水;武雪萍;高丽丽;李景;宋霄君;李生平;卢晋晶;郑凤君;蔡典雄
作者机构:
关键词: 团聚体;有机碳;δ13C;土壤酶;添加秸秆;耕作措施
期刊名称:中国农业科学
ISSN: 0578-1752
年卷期: 2021 年 54 卷 6 期
页码:
收录情况: 北大核心(2020版) ; CSCD(2020-2021年度) ; 农林核心(2020版) ; 科技核心(2020版)
摘要: 【目的】探究添加秸秆对不同耕作措施下土壤有机碳及其相关因素的影响,为北方旱作农田固碳增产管理提供理论依据。【方法】采集长期进行传统耕作(CT)和免耕(NT)的大田土壤样品进行室内培养试验,共设置4个处理,分别为传统耕作土壤不加秸秆(CT)、免耕土壤不加秸秆(NT)、传统耕作土壤加秸秆(CTS)和免耕土壤加秸秆(NTS),每个处理15次重复。在25℃恒温培养箱中进行通气培养,培养时间共180 d,此间定期取样进行有机碳含量、水稳性团聚体构成、土壤微生物量碳和相关土壤酶活性的测定。【结果】(1)添加秸秆显著提高土壤有机碳含量和大团聚体含量。与CT相比,CTS提高土壤有机碳含量15%—46%;与NT相比,NTS提高土壤有机碳含量12%—21%;培养结束时,CTS、NTS处理的有机碳含量较初始分别提高26.8%和7.0%。CTS和NTS处理以2 000—250μm团聚体含量最高,占全部团聚体的41%—50%,CTS较CT提高>250μm团聚体比例235%—310%,NTS较NT提高>250μm团聚体比例96%—149%。(2)添加秸秆显著增加土壤有机碳δ13C值,CTS处理为80.93‰—115.22‰,NTS为48.92‰—80.49‰;CTS秸秆来源碳所占比例显著高于NTS,较NTS处理提高13%—66%。(3)添加秸秆显著提高微生物量碳(MBC)含量、β-葡萄糖苷酶(BG)、β-纤维二糖苷酶(CBH)和β-木糖苷酶(BXYL)活性。CTS较CT提高MBC含量239%—623%,提高BG、CBH和BXYL活性58%—170%、52%—337%和117%170%;NTS较NT处理提高MBC含量124%—555%,提高BG、CBH和BXYL活性28%—181%、4%—304%和13%—118%。(4)土壤有机碳含量与BG、CBH和BXYL活性、MBC及>2 000μm、2 000—250μm团聚体比例呈显著正相关关系,与250—53μm、<53μm团聚体比例呈显著负相关关系;BG、CBH、BXYL 3种酶活性彼此之间表现为极显著正相关关系,且均与MBC、>2 000μm团聚体、2 000—250μm团聚体显著正相关,与<53μm团聚体极显著负相关。线性相关分析结果表明水稳性大团聚体(>250μm)可解释有机碳变化的48%,MBC可解释有机碳变化的45%,BG、CBH和BXYL酶活性分别可解释有机碳变化的66%、44%、53%。【结论】添加秸秆可显著提高土壤有机碳和大团聚体含量,促进微生物数量增加和土壤酶活性增强,且对传统耕作土壤有机碳及其相关因素的影响更大,有机碳在土壤中的固定除了受团聚体物理保护外,还受土壤中微生物作用的调节。
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