等碳量添加秸秆、秸秆生物炭对土壤碳稳定及碳转化的影响
【目的】探究秸秆和秸秆生物炭在不同土壤含水量条件下还田对土壤碳稳定性和碳转化的影响。【方法】通过土壤培养实验,在土壤中分别添加等碳量的秸秆和秸秆生物炭,在土壤田间持水量的60%、100%和干湿交替条件培养,研究土壤有机碳(SOC)、溶解性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化有机碳(ROC)、CO_2和CH_4的变化。【结果】(1)培养60d,等碳量添加秸秆和生物炭使土壤有机碳分别提高48.02%~53.91%和31.55%~42.39%,土壤微生物量碳分别提高243.20%~258.16%和85.67%~101.09%,有机碳损失率表现为秸秆处理(29.27%~34.95%)生物炭处理(12.25%~21.79%),且秸秆处理的CO_2、CH_4累积排放量较生物炭处理分别提高75.40%~398.43%和1394.61%~3201.17%,表明秸秆虽能显著提高土壤总有机碳,但同时会激发土壤有机碳损失,提高CO_2、CH_4排放,固碳减排效果小于生物炭处理。(2)土壤含水量显著影响土壤有机碳损失率和碳排放。不同外源碳添加处理的土壤有机碳损失率均表现为田间持水量60%(12.25%~29.29%)≤干湿交替(16.61%~29.27%)田间持水量100%(21.79%~34.95%)。秸秆处理在田间持水量100%和干湿交替时的CH_4累积排放量比田间持水量60%时分别提高200.96%和139.35%,增幅大于对照组CK。而含水量对生物炭处理的CH_4累积排放量的影响相对较小,分别提高36.26%和20.31%,增幅小于对照组CK,这是由于秸秆具有较高的易氧化有机碳含量,且田间持水量100%促进CH_4排放。【结论】与秸秆还田相比,秸秆生物炭还田可提高土壤有机碳并降低土壤碳损失率,同时,秸秆生物炭可减缓土壤含水量导致的氧环境差异对土壤碳形态的影响,有效减少单位质量土壤CO_2、CH_4排放。
西南农业学报
2024年09期
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