土壤碳收支对秸秆与秸秆生物炭还田的响应及其机制

【摘要】：秸秆直接还田与秸秆炭化还田是目前最主要的秸秆还田措施.由于秸秆与秸秆生物炭结构和性质的差异以及还田过程的差异,其还田后的土壤呼吸和土壤碳收支必然有显著差异.采用室外盆栽的方式,以地肤草为目标植物,系统研究了土壤呼吸与土壤碳收支对多种秸秆与秸秆生物炭还田的响应及其可能的机制.结果表明,秸秆生物炭还田的土壤呼吸[均值为21.69μmol·(m2·s)-1]显著低于秸秆直接还田[均值为65.32μmol·(m2·s)-1],土壤有机碳含量(均值为20.40 g·kg-1)和植物的固碳量(平均植物生物量138.56 g)均高于秸秆直接还田(均值为17.76 g·kg-1和76.76 g);考虑了生物炭制备过程的碳丢失后,秸秆生物炭还田的土壤碳收支仍显著高于秸秆直接还田,是一种较低碳的秸秆还田模式;秸秆直接还田显著促进土壤脱氢酶活性﹑土壤β-糖苷酶活性和土壤活性微生物量,因此导致较高的土壤呼吸,而生物炭还田土壤的微生物活性普遍较低;秸秆生物炭的易氧化态碳含量和可生物降解性均显著低于秸秆对照,表明秸秆生物炭稳定性较高,难以被土壤微生物降解利用,因此其还田后土壤微生物活性普遍较低,秸秆碳可在土壤中长期保存. 【作者单位】： 同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室;
【关键词】： 生物炭 秸秆 土壤呼吸 碳收支 微生物活性 易氧化态碳
【基金】：国家自然科学基金项目(21177093) 上海市重大科技攻关项目(11dz1211403) 上海市科委重大科技攻关项目(14231200404)
【分类号】：X712;X144
【正文快照】： 在全球陆地生态系统碳库中,只有农业土壤碳库是受到强烈的人为干扰且在较短的时间尺度上可以调节的碳库[1,2],农田土壤呼吸(soil respiration,SR)排放的CO2约占人为温室气体排放量的21%~25%[3],因而全球农业土壤碳库储量及其固碳能力对于土壤温室气体减排具有重要价值.秸秆还

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