和重组有机碳的分解速率3

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1、第44卷第6期土壤学报Vol144,No162007年11月ACTAPEDOLOGICASINICANov.,200713利用δC方法研究添加玉米秸秆下红壤总有机碳3和重组有机碳的分解速率1,21•尹云锋蔡祖聪(1土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京210008)(2福建师范大学地理科学学院亚热带资源与环境省重点实验室,福州350007)13摘要土壤有机碳分解速率是研究土壤碳动态变化的基础。本文利用C自然丰度方法和同位素质谱分析技术,通过室内培育实验研究了红壤总有机碳和重组有机碳的分解速

2、率,培养时间为180d,培养温度-4-1-4为30℃。结果表明:在5%和10%秸秆用量下,红壤总有机碳的分解速率常数为812×10d～2210×10-1-4-1-4-1d,而重组有机碳的分解速率常数为410×10d～1516×10d。施用玉米秸秆明显地促进了红壤原有的总有机碳和重组有机碳的分解,施用量越多,原有机碳分解的越快,表明土壤中原有机碳的分解速率与进入到土壤中的新鲜有机碳量有关。13关键词δC;红壤;有机碳;分解速率中图分类号S153文献标识码A13土壤碳是全球碳循环的重要环节,在全球气候鲜见报道。本实验旨在探

3、索δC方法在培养条件[1～3]变化中扮演着重要的角色。而土壤有机碳下研究土壤有机碳和重组有机碳分解速率的可行(SOC)分解速率是研究土壤碳动态和平衡的基础,性,其结果将为农田土壤有机碳动态变化与平衡的[4～6]是土壤碳输出的重要参数。不同的地区因气候研究提供科学依据。因子及土壤类型的差异,土壤有机碳的分解速率也不相同,但模型中的分解速率往往是固定的常数,这1材料与方法[7]经常限制了模型的广泛应用。因此,了解不同地区土壤有机碳的分解速率对于碳周转模型的建立和111供试材料13校正具有重要意义。δC方法是用于土壤有机碳动

4、11111供试土壤土壤样品采自中国科学院鹰14态研究的一种新方法,该法除具有C示踪法的优点潭农业生态试验站长期定位施肥试验地内(28°15′外,还具有标记均匀、无放射性、可长期标记等优N,116°55′E)。该区年平均降水量1795mm,年蒸发[8～12]13点。利用δC方法,不仅能研究土壤总有机碳量1318mm,年平均气温为1716℃,无霜期在262d的更新与周转,也可研究不同颗粒大小或不同密度左右,属中亚热带湿润季风气候区。土壤为第四纪[13～17]13组分有机碳的周转。但以往δC方法多用于红黏土发育而成的红壤,试

5、验初土壤肥力水平很[14～20]研究长期试验条件下的土壤有机碳周转,短低。施肥处理的定位试验起始于1990年,采用一2期培养条件用来研究土壤有机碳分解速率的报道还年两熟水稻轮作方式,小区面积33m。试验共设5[21,22]13不多见。窦森等通过室内培养实验,采用δC个处理,分别为:(1)CK;(2)NP;(3)NK;(4)PK;方法研究了玉米秸秆分解期间土壤中胡敏酸和富里(5)NPK,4次重复。在本实验中,选择CK和NPK处13酸的动态变化,表明用δC方法研究短期培养条件理的土壤样品进行培养,样品编号分别为R2CK和[

6、23]13的有机碳周转是可行的。目前,国内利用δC方R2NPK。采样时间为2003年3月。土壤理化性质法开展土壤有机碳及重组有机碳分解速率的研究还见表1。3国家重点基础研究发展规划项目(2005CB121101)和中国博士后科学基金(20060400735)资助•通讯作者:E2mail:zccai@mail.issas.ac.cn,Tel:025286881021作者简介:尹云锋(1975～),男,黑龙江人,讲师,博士,主要从事农业土壤碳平衡研究收稿日期:2006-08-01;收到修改稿日期:2007-04-27136

7、期尹云锋等:利用δC方法研究添加玉米秸秆下红壤总有机碳和重组有机碳的分解速率1023表1供试土壤基本性质Table1Basicpropertiesofstudiedsoils编号土壤有机碳全氮碳氮比pH土壤持水量黏粒粉粒No1SOCTotalNC/N(H2O)WaterholdingcapacityClaySilt(gkg-1)(gkg-1)(gkg-1)<2μm2～20μm(gkg-1)(gkg-1)R2CK5144016281775177615255415R2NPK8102018291785138626255415

8、11112植物物料本实验所用植物物料为玉米13δC值。若土壤总有机碳(或重组有机碳)总量C秸秆,为典型的C4作物。收获后的玉米秸秆于50℃已知,那么来自新进入的玉米秸秆碳C4t和土壤中原烘干,粉碎过20目筛备用。玉米秸秆有机碳含量为有的总有机碳C3t(或原有的重组有机碳)分别为:-11344110gkg,有机碳的δC值为-1216