玉米秸稈還田是培肥地力的一項(xiàng)重要措施,但是玉米秸稈添加后會(huì)改變土壤原有有機(jī)質(zhì)的礦化過程,即引起激發(fā)效應(yīng),從而影響土壤碳平衡和周轉(zhuǎn)。因此,適量秸稈還田將是高效且環(huán)境友好的提升土壤生產(chǎn)潛力的關(guān)鍵。本試驗(yàn)以黃棕壤為研究對(duì)象,設(shè)不添加玉米秸稈對(duì)照（CK）和添加占干土重的1%、5%和9%的粉碎玉米秸稈處理進(jìn)行室內(nèi)培養(yǎng),分析土壤CO₂釋放動(dòng)態(tài)及激發(fā)效應(yīng)。試驗(yàn)結(jié)果表明,添加不同量玉米秸稈后,土壤CO₂釋放速率和累積量呈現(xiàn)出拋物線型變化趨勢。在培養(yǎng)前期,各處理土壤CO₂釋放速率表現(xiàn)為9%>5%>1%>CK,到培養(yǎng)的第8天左右,添加5%玉米秸稈的土壤CO₂釋放速率超過了添加9%玉米秸稈的土壤,在培養(yǎng)后期,所有處理的土壤CO₂釋放速率慢慢地趨于一致。從累積CO₂釋放量來看,添加5%玉米秸稈的處理比9%玉米秸稈的處理土壤總CO₂釋放量高,表明添加5%秸稈的處理對(duì)微生物群落和微生物活性的作用最大。在整個(gè)培養(yǎng)階段,玉米秸稈添加對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的激... 

【文章來源】：土壤. 2019,51(03)北大核心CSCD

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玉米秸稈添加對(duì)土壤累積CO2釋放量的影響

隼吹慕隙嘁妝豢?化的碳抑制了微生物對(duì)土壤原有有機(jī)碳的礦化[11]。2.3玉米秸稈添加對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的激發(fā)效應(yīng)根據(jù)外源碳對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)激發(fā)效應(yīng)的機(jī)制，外源有機(jī)碳加入到土壤中后，土壤釋放的CO2主要有兩個(gè)方面的來源：一是外源碳礦化釋放出CO2；二是外圖2玉米秸稈添加對(duì)土壤累積CO2釋放量的影響源碳中的可利用碳源，提高/降低了土壤微生物的活性，使微生物礦化土壤有機(jī)質(zhì)的能力相應(yīng)增強(qiáng)/減弱，從而釋放出更多/較少的CO2。其中第二個(gè)來源就是所謂的激發(fā)效應(yīng)[11]。由圖3可以看出，在本試驗(yàn)條件下，外加玉米秸稈對(duì)土壤原有有機(jī)質(zhì)的礦化產(chǎn)生了負(fù)激發(fā)效應(yīng)，并且隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長，激發(fā)效應(yīng)逐漸降低。也就是說，在本試驗(yàn)條件下，外加的玉米秸稈對(duì)土壤原有有機(jī)質(zhì)的礦化產(chǎn)生了抑制作用，試驗(yàn)中測得的CO2釋放全部來自于微生物對(duì)外加玉米秸稈的分解，即對(duì)玉米秸稈中可利用碳的礦化。比較而言，5%玉米秸稈所產(chǎn)生的激發(fā)效應(yīng)明顯高于9%玉米秸稈所產(chǎn)生的激發(fā)效應(yīng)，這是因?yàn)?%秸稈處理，秸稈礦化釋放出來的可利用碳激活了土壤中因碳貧瘠而休眠的微生物，促進(jìn)它們對(duì)土壤原有有機(jī)質(zhì)的礦化，產(chǎn)生激發(fā)效應(yīng)；而9%秸稈處理，因秸稈礦化釋放出來較多的可利用碳，用來滿足微生物對(duì)碳的需求，反而抑制了微生物通過礦化土壤原有有機(jī)碳獲得碳源的需求[12-13]。該結(jié)論在相關(guān)研究中多次報(bào)道，已經(jīng)被廣大研究者認(rèn)同。但加入1%玉米秸稈的處理，由于其加入的可供微生物利用的有效外源碳量過少，其對(duì)微生物活性的激發(fā)程度還很低，所以激發(fā)效應(yīng)明顯低于添加5%玉米秸稈的處理。圖3玉米秸稈添加對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的激發(fā)效應(yīng)2.4玉米秸稈添加對(duì)土壤有機(jī)碳含量的影響

第3期苗淑杰等：添加玉米秸稈對(duì)黃棕壤有機(jī)質(zhì)的激發(fā)效應(yīng)625http://soils.issas.ac.cn和31.1g/kg。相比培養(yǎng)前土壤有機(jī)碳含量(20.63g/kg)，培養(yǎng)30d后，各處理有機(jī)碳含量分別增加17.7%、33.4%和50.6%。從圖4中不難發(fā)現(xiàn)，添加玉米秸稈的處理都增加了土壤有機(jī)碳的含量(P<0.05)。然而，未加玉米秸稈的對(duì)照處理，經(jīng)過30d的培養(yǎng)后，其土壤有機(jī)碳含量為19.4g/kg，比培養(yǎng)前土壤有機(jī)碳下降了6.2%。這些結(jié)果表明外加玉米秸稈可以增加土壤有機(jī)碳含量，這與棉田試驗(yàn)的結(jié)果一致[14]，且外加玉米秸稈越多，土壤有機(jī)碳含量增加量也越大。然而，本研究僅僅是30d的短期培養(yǎng)試驗(yàn)的結(jié)果，從CO2釋放速率可以看出(圖1)，在培養(yǎng)結(jié)束時(shí)，礦化過程仍然在進(jìn)行，因此，還不能做出最后判斷。為了闡明秸稈還田對(duì)黃棕壤有機(jī)碳的影響，需要延長培養(yǎng)時(shí)間，同時(shí)進(jìn)行田間試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。圖4玉米秸稈添加對(duì)土壤有機(jī)碳含量的影響2.5玉米秸稈添加對(duì)土壤全氮含量的影響玉米秸稈添加培養(yǎng)30d后，土壤全氮含量見圖5。培養(yǎng)結(jié)束后，添加1%玉米秸稈處理的全氮含量為2.24g/kg，相對(duì)于土壤原始全氮量增加23.1%；添加5%玉米秸稈的處理，全氮含量為3.07g/kg，比原始土壤全氮量增加68.7%；添加9%玉米秸稈的處理，全氮含量為3.46g/kg，相對(duì)于土壤原始全氮量增加90.1%。然而，未添加玉米秸稈的對(duì)照處理經(jīng)過30d試驗(yàn)培養(yǎng)，土壤全氮含量為1.48g/kg，比土壤原始全氮含量下降18.7%。這些結(jié)果說明外加玉米秸稈可以增加土壤全氮的含量，并且土壤全氮的含量隨著玉米秸稈添加量的增加也相應(yīng)地有所增加。圖5玉米秸稈添加對(duì)土壤全氮含量的影響2.6玉米秸稈?

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3329971