文档介绍：第 27卷第 1期
2012年 1月

自然资源学报
JURNALOFNATURALRESOURCES

Vol27No1

长期秸秆还田对觩土耕层土壤有机碳库的影响
陈鲜妮,岳西杰,葛玺祖,王旭东
(西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌 712100)
摘要:在关中平原觩土(土垫旱耕人为土)上施用化肥的条件下,进行不同用量玉米秸秆直接还
田(低秸 9375kg· hm-2,中秸 18750kg· hm-2,高秸 37500kg· hm-2)、间接还田(厩肥,
37500kg·hm-2)的长期定位试验 21a,观测和分析了耕层土壤有机碳的储量及氧化稳定性等
的变化。结果显示,与单施化肥相比,秸秆直接或间接还田均可显著提高土壤有机碳含量,耕层
土壤有机碳储量分别增加了 12%(低秸)、24%(中秸)、41%(高秸)和 39%(厩肥)。施用秸秆
和厩肥 21a,土壤有机碳累积系数平均分别为 56%和 72%。秸秆直接还田和厩肥均使土壤
有机碳的氧化稳定性降低,胡敏酸的能态升高且保持相对稳定。以上结果表明,秸秆直接或间
接还田不仅能显著提高土壤有机碳储量,也能明显改善土壤有机碳的活性和质量,是提高农田
固碳能力、促进农业可持续性的重要措施。
关键词:觩土;有机碳固定;玉米秸秆还田;有机碳氧化稳定性
中图分类号:S1536+1 文献标志码:A 文章编号:1000-3037(2012)01-0025-08
农田土壤有机碳库是土壤肥力的重要指标,是作物高产稳产的基础[12]。据估计,农田
土壤碳贮量大约为全球陆地碳贮量的 10%以上,是陆地土壤碳库最为活跃的部分,对农业
管理措施变化反应敏感,在固定大气 CO2、减缓气候变化方面有着巨大的潜力[15]。因此,农
田土壤有机碳库研究成为关系全球气候变化与农田地力提升的热点科学问题,从而受到人
们的广泛关注[111]。
农田土壤有机碳累积(固定)是一个十分复杂的过程,这个过程受到气候、土壤性质及
耕作与施肥等人为管理措施的影响[16]。大量研究表明,合理的耕作、施肥等田间管理措
施,可以有效增加土壤有机碳的输入、降低有机碳的分解,提高土壤有机碳含量[816]。施肥,
尤其是化肥配施有机肥和秸秆还田能够显著提高土壤的碳储量,是促进土壤固碳与温室气
体减排的双赢措施[25]。我国每年的秸秆资源量大约有 6×10 ~7×10 t将这些秸秆归还
给农田,存碳于土壤,不仅可以提高土壤有机碳含量,而且可以改善土壤肥力,防止秸秆焚烧
带来的环境影响。有研究表明,秸秆还田后,约 8%~357%的有机碳以土壤有机碳(SOC)
的形式保存于土壤碳库中[1516]。由于受气候条件和土壤类型的影响,不同秸秆还田条件下
农田土壤有机碳库的变化及有机碳的累积系数存在着较大的空间变异性。目前,尽管不同
土壤及秸秆还田条件下土壤有机碳库的变化及有机物料的累积系数已有不少研究,但这些
研究往往是基于室内模拟试验或短期的田间试验,具有说服力的长期定位试验研究还比较
收稿日期:2010-04-26;修订日期:2011-06-21。
基金项目:国家科技支撑项目(2007BAD89B16)。
第一作者简介:陈鲜妮(1986- ),女,河南渑池人,博士研究生,研究方向为土壤与环境化学。Eai:xnchen0701@
通信作者简介:王旭东,教授,博士生导师。Eai:******@O
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自然资源学报

27卷
少;不同秸秆还田量下土壤有机碳的活性或氧化稳定性等质量特征更是缺乏系统的研
究[2,616]。
陕西关中平原是我国主要的粮食主产区,以小麦-玉米轮作为主,一年两熟,属于高度
集约化的农业生产类型。在当地有灌溉条件的农田中,化肥用量很高,而秸秆、有机肥料的
施用量较低;不仅造成土壤有机碳补偿不足,而且导致农田土壤肥力质量下降、生产效益降
低,进而影响到了农业的可持续发展。为此,以秸秆为纽带的农田循环生产模式正在关中平
原开展,将秸秆直接或间接还田,以提高土壤有机碳和土壤肥力质量。但秸秆还田对该地区
土壤有机碳的固定究竟能够产生多大的影响,土壤有机碳的质量是否变化,目前尚不十分清
楚。本文以陕西关中平原的觩土为对象,通过 21a的长期定位试验,观测和分析不同量秸
秆直接和间接还田条件下的土壤有机碳储量和氧化稳定性的变化,揭示秸秆还田对土壤有
机碳库数量与质量的提升效应,为秸秆还田技术选择提供科学依据。
1 材料与方法
11 试验处理与土壤样品采集
长期定位试验位于渭河冲积平原三级阶地上的