耕作方式对华北农田土壤固碳效应的影响

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1、第29卷第17期农业工程学报Vol.29No.172013年9月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringSep.201387耕作方式对华北农田土壤固碳效应的影响※魏燕华，赵鑫，翟云龙，张二朋，陈阜，张海林（中国农业大学农学与生物技术学院，农业部农作制度重点开放实验室，北京100193）摘要：研究不同耕作方式对华北农田土壤固碳及碳库管理指数的影响，可为探寻有利于农田固碳的耕作方式提供科学依据。该研究在中国农业大学吴桥实验站进行，试验于2008年设置了免耕

2、秸秆不还田（NT0）、翻耕秸秆不还田（CT0）、免耕秸秆还田（NT）、翻耕秸秆还田（CT）和旋耕秸秆还田（RT）5个处理。研究测定分析了土壤容重、有机碳、易氧化有机碳含量及不同耕作方式下的碳库管理指数。通过对不同耕作方式下0～110cm土壤的分析，结果表明，随着土层的加深，土壤有机碳含量不断下降，NT显著增加了表层（0～10cm）土壤有机碳含量，而＞10～50cm有机碳含量较其他处理（NT0除外）有所下降，深层（＞50～110cm）处理间差异不明显；土壤容重与有机碳含量呈显著的负相关关系（P＜0.01）；0～30cm土层有

3、机碳储量以NT最高，CT与其无明显差异，二者较CT0分别高出13.1%和11.0%，而至0～50cm土层，CT的碳储量最高，但与NT无显著差异（P＜0.05）；与CT0相比，NT0降低了各层土壤易氧化有机碳含量，而NT则在0～10cm土层表现为增加；RT、CT分别显著增加了0～10、＞10～30cm土层的碳库管理指数。结果表明，秸秆还田可改善土壤质量，提高农田碳库管理指数，同时碳库管理指数受耕作方式的影响也较大，尤其是CT和RT；NT通过减少土壤扰动、增加有机质的输入，可提高上层土壤有机碳的储量。关键词：土壤，碳，有机碳，

4、耕作方式，有机碳储量，碳库管理指数doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2013.17.012中图分类号：S341，S51文献标志码：A文章编号：1002-6819(2013)-17-0087-09魏燕华，赵鑫，翟云龙，等.耕作方式对华北农田土壤固碳效应的影响[J].农业工程学报，2013，29(17)：87－95.WeiYanhua,ZhaoXin,ZhaiYunlong,etal.EffectsoftillagesonsoilorganiccarbonsequestrationinNorthChin

5、aPlain[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2013,29(17):87－95.(inChinesewithEnglishabstract)壤有机碳的积累不仅可以提高土壤生产力，还能减0引言缓大气CO2浓度的提高，因此，合理的耕作措施对气候变暖已成为世纪性的问题及全球关注的固碳减排具有重要的意义。焦点，而农业土壤是全球碳库中最活跃的一个组成植物生物量输入的减少和农业管理活动干扰部分，受人为

6、因素干扰最为强烈，土壤有机碳的分加速土壤有机质分解是导致土壤有机碳降低的主解消耗加剧了气候变暖的趋势，其对大气温室气体[5]要原因。研究表明，传统的翻耕可加速土壤有机累积贡献量占人类活动释放到大气CO的1/4[1-2]。[6][7]2碳的分解，降低土壤有机碳储量。李长生采用土壤有机碳的分解向大气中排放的碳达78±12Pg，DNDC模型模拟表明，中国农业土地每年损失碳频繁的耕作加速了土壤有机碳的矿化及土壤碳损量达73.8Tg，其主要原因是耕作的机械作用和秸失，其中部分耕作土壤导致的碳损失累积达30～秆管理不合理。免耕可减少因

7、耕作造成的碳损失，2[8-9]40Mg/hm，通过采取相应的管理措施（如免耕、被认为农田固碳减排的最有效的措施之一。如秸秆覆盖、肥料管理等）农田土壤可表现出一定的[10]Govaerts等通过对78篇文献的分析，指出绝大[3-4]碳汇功能，全球的固碳潜力可达0.9±0.3Pg。土部分试验表明免耕较传统翻耕显著增加了表层的[11]土壤有机碳含量。长期免耕有利于土壤表层有[12]机碳的积累，Lόpez-Fando通过对17a的耕作试收稿日期：2013-05-21修订日期：2013-07-13验研究发现，免耕处理0～5cm土层碳

8、储量较翻耕基金项目：国家自然基金项目（31171510）2作者简介：魏燕华（1987－），女，山东聊城人，主要从事保护性耕作增加了7.6Mg/hm，5～10cm也有显著增加。短与农田生态研究。北京中国农业大学农学与生物技术学院，100193。期免耕对土壤有机碳储量的研究结果不尽相同，胡Email：yan