改种玉米连续3年后稻田土壤有机碳分布和C自然丰度变化

耕作制更替下土壤有机碳的变化是阐明土地利用变化下土壤碳循环改变及其全球变化效应的重要方面。本研究选择了太湖地区毗邻的一块长期稻油轮作的稻田和一块稻田改种玉米3年的旱田,采集其剖面不同深度的土壤样品,分别测定全土和分离的土壤团聚体颗粒组中总有机碳(TOC)、土壤溶解有机碳(DOC)和微生物生物量碳(SMBC),并对选择性样本测定了有机质的δ13C值,分析改种玉米后水稻土有机碳储量及其同位素组成的变化。结果表明,改种玉米3年后,耕层土壤TOC明显下降,而DOC和SMBC都有增加的趋势;改种玉米后20.2 mm粗团聚体颗粒组的TOC含量降低,而其他团聚体颗粒组TOC无显著变化。玉米地表层土壤(015 cm)原土及各粒级团聚体的δ13C值均明显高于原稻田。改种玉米后进入水稻土中的源于玉米的新碳绝大部分集中在020 cm土层,且主要富集在粗团聚体颗粒组中。计算表明,粗团聚体颗粒组中有机碳更新周期明显较短。水田转变成旱地后,耕层土壤有机碳分解加速,碳储量快速减少。这说明水稻土中物理保护的有机碳可能因耕作改变下团聚体破坏而快速分解。