添加玉米秸秆条件下土壤有机碳含量对温度变化的响应

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1、添加玉米秸秆条件下土壤有机碳含量对温度变化的响应　　摘要：通过室内培养试验，研究了不同温度（10、30、50℃）下添加玉米秸秆对土壤总有机碳、团聚体有机碳、水溶性有机碳及腐殖质碳含量的影响。结果表明，与未添加玉米秸秆（CK）相比，添加玉米秸秆后土壤中以上各种有机碳含量均明显增加，同时促进了土壤微团聚体向大团聚体的转化。随培养温度的升高，添加玉米秸秆后的土壤总有机碳含量、土壤中0.25～0.053和<0.053mm粒级团聚体有机碳含量以及土壤腐殖质组分（胡敏酸和富里酸）的有机碳含量下降，而2～0.25mm粒级团聚体有机碳含量增加，说明添加玉米秸秆后温度

2、升高不利于土壤总有机碳、较小粒级团聚体有机碳、水溶性有机碳及腐殖质碳的积累，同时也不利于土壤大团聚体的形成。　　关键词：土壤有机碳；土壤团聚体；土壤腐殖质；培养温度；玉米秸秆8　　土壤有机碳（SOC）是土壤的重要组成部分，它不仅直接或间接地决定着土壤的水、肥、气、热条件，还决定着土壤生物化学过程及物质的吸收与释放。土壤有机质含量及其品质决定于进入到土壤中的有机物料量和种类，还与有机质进入土壤后的分解和积累过程密切相关。秸秆还田作为一种保护性耕作措施，不仅可以改善土壤的养分状况，还可通过增加土壤有机碳的直接输入实现固碳，而且对土壤有机碳的含量和组成有一

3、定影响。秸秆还田是一个复杂的过程，外界环境对其有很大的影响，其中温度是最重要的影响因素之一。shaukat等研究表明低温有利于秸秆对土壤有机碳的截留和保蓄，较高的温度会加速秸秆有机碳向无机碳的转化。　　团聚体作为土壤有机碳（SOC）的保持场所，对土壤固碳和肥力都十分重要。表土中有大约90%的SOC位于团聚体内。秸秆还田能够促进土壤团聚体向大团聚体的转化，提高了土壤团聚体的稳定性：秸秆还田后土壤各粒级团聚体内的有机碳含量普遍提高，并且明显提高了大团聚体中有机碳对土壤有机碳的贡献率。关松等研究表明，25℃下添加秸秆促进了土壤的团聚作用，使>2mm大团聚体

4、成为优势粒级：土壤有机碳和净积累有机碳主要分布在>2mm和2-0.25mm团聚体中，0.25-0.053mm团聚体中分布最少。8　　水溶性有机碳被认为是农业管理措施对土壤有机质影响反应最敏感的指标之一，植物残体和土壤腐殖质是土壤中水溶性有机碳的主要来源。土壤中水溶性有机碳的含量受很多因素影响，如土壤的理化性状、施肥等人为经营措施、植被覆盖条件等。土壤温度和外源有机物料也是影响土壤水溶性有机碳的主要因素，曹建华等研究表明，自然条件下土壤中水溶性有机碳含量随温度的升高而增加。以往的研究结果也表明，添加玉米秸秆能够显著提高土壤水溶性有机碳的含量。土壤腐殖物

5、质是土壤中所特有的一类特殊的高分子化合物，对土壤肥力、结构和性质具有重要的调节功能，土壤腐殖物质的形成和转化与环境因素息息相关。王薇等研究表明，秸秆还田直接或间接地影响到胡敏酸和富里酸的形成与转化。不同温度下秸秆还田对土壤腐殖质有机碳含量影响的研究较少，同时不同温度下秸秆还田对东北黑土腐殖质有机碳含量影响的研究鲜有报道。　　本研究在前人研究的基础上，选择吉林省梨树县黑土进行室内模拟试验，研究不同温度下添加玉米秸秆对黑土总有机碳、团聚体组成、团聚体有机碳、水溶性有机碳和腐殖质碳的影响，对增强黑土农田生态系统的碳固定功能、缓解大气CO2浓度升高和全球变暖

6、、增加粮食作物产量、促进农业可持续发展具有重要的意义。　　1.材料与方法　　1.1试验材料　　供试土壤采自吉林省梨树县玉米试验田，土壤类型为黑土，采样深度为0-20cm。土样经风干后，研磨过2mm筛，备用。该土壤的有机碳含量为11.2g/kg，pH5.42，含水量4.95g/kg。　　供试玉米秸秆采自吉林农业大学试验田，经60℃烘干后，粉碎过0.25mm筛，备用。该玉米秸秆含有机碳510.9g/kg，含水量7.68g/kg，pH5.54。　　1.2试验设计　　称取风干土样200g，按5%的比例（占风干土重的百分比）加入玉米秸秆，用硫酸铵调节碳氮比（C

7、/N）为20：1，混匀。加去离子水至田间持水量60%，装入500mL塑料烧杯中，用可透气的塑料薄膜封口，分别在10、30和50℃下恒温培养，同时设置不加玉米秸秆的空白培养对照，每个处理重复3次。培养期间定期称重加水，60d后取出培养样，分别过2mm和0.25mm筛，备用。　　1.3测定方法8　　土壤有机碳含量采用重铬酸钾容量法（外加热）测定。土壤团聚体分级采用湿筛法，分别获得2-0.25、0.25～0.053和<0.053mm的水稳性团聚体。土壤水溶性有机碳和腐殖质碳的测定采用腐殖质组成修改法，即首先用去离子水提取水溶性组分（WSF），然后用0.1m

8、ol/LNaOH+0.1moL/LNa4P2O7溶液提取碱溶性腐殖质（HE），再经酸沉淀法分离出胡敏酸（HA