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施肥方式和土壤水分变化对秸秆降解特征及微生物秸秆碳利用效率的影响

作  者:
李侠;胡一民;贝水宽;王光州;张运龙;杨改强
单  位:
山西大同大学农学与生命科学学院;中国农业大学国家农业科技战略研究院;太原科技大学环境科学与工程学院;南京林业大学生物与环境学院;中国农业大学资源与环境学院;中国农业大学草业科学与技术学院
关键词:
施肥;干旱;CO2排放;微生物量碳
摘  要:
为探究华北平原施肥方式和土壤水分对玉米秸秆降解特征及微生物秸秆碳利用效率的影响,从长期定位实验站采集施用9 t/hm~2牛粪的有机肥和等养分含量的化肥处理(N、P、K肥)的表层土壤,将13C标记的玉米秸秆分别添加到2种施肥方式的土壤中,在恒湿(田间持水量(WHC)60%)和干旱胁迫(WHC 30%)条件下培养56 d,测定来源于秸秆和土壤本底的CO2排放和微生物量碳(MBC)的动态变化,并分析微生物秸秆碳利用效率和代谢熵。结果表明:添加秸秆后,随着培养时间的延长,土壤总CO2-C排放通量先降低后趋于稳定,土壤总MBC先增加后降低。相比恒湿条件,干旱胁迫显著降低了来源于秸秆和土壤本底(培养第1、3天除外)的CO2-C累积排放量,却显著提高了微生物秸秆碳利用效率;培养前期(第1—7天),干旱胁迫显著降低了土壤总MBC,但后期(第14—56天)对土壤总MBC影响不显著。恒湿条件下,施用有机肥的土壤中秸秆(培养第1天除外)和土壤本底(培养第1、3天除外)来源的CO2-C累积排放量、微生物代谢熵均显著高于化肥处理,但在培养第3天微生物秸秆碳利用效率显著低于化肥处理;而干旱胁迫条件下2种施肥方式间秸秆(培养第56天除外)和土壤本底来源的CO2-C累积排放量、微生物代谢熵和秸秆碳利用效率差异均不显著。综上,恒湿条件下,施用化肥可显著降低秸秆和土壤原有有机碳的累积矿化量,在培养第3天微生物秸秆碳利用效率显著升高,有利于秸秆碳在土壤中的固存;而在干旱胁迫下,化肥和有机肥施用均有利于秸秆碳的固存。

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