玉米秸秆添加对黑土有机碳矿化的影响

近几十年来,东北黑土的土壤有机碳含量严重下降,有机物料投入不足被认为是其主要原因之一。但是基于长期定位实验,秸秆还田并不一定有效地提高土壤有机碳含量,这可能是由于外源有机物料输入会引起土壤中的原有机碳矿化的变化（促进或抑制）,即激发效应。激发效应的大小和方向又会受土壤水分、温度和土壤肥力等多因子的影响。为了了解秸秆碳在土壤中的去向,我们研究了东北农田黑土在添加玉米秸秆后,土壤有机碳矿化以及玉米秸秆分解受土壤肥力、水分和温度的影响,量化了添加13C标记的玉米秸秆后土壤有机质激发效应的变化以及秸秆碳在土壤有机碳库中的分配。结果发现:土壤肥力对土壤激发效应具有显著影响,主要表现出低肥力的下层（15-30cm）土壤激发效应强度高于高肥力的表层（0-15 cm）土壤,且混合层（0-30 cm）土壤的激发效应强度最弱。而从激发效应绝对量来说,秸秆添加对土壤有机质矿化的影响表现为高肥力土壤显著高于下层土壤和混合层土壤,这主要是由于秸秆添加显著促进了表层土壤有机质中矿物结合态碳的周转,因此,在外源碳输入条件下,低肥力土壤的固碳能力比高肥力土壤更强。土壤水分和温度对土壤激发效应也具有显著的影响,主要表现为较低水分含量（45%WHC）土壤的激发效应强度高于较高水分含量（65%WHC）土壤;较低温度（12°C）条件下的土壤激发效应强度高于较高温度（22°C）条件下。而土壤水分和温度对秸秆分解具有显著的交互影响,当温度和水分分别为22°C和65%WHC时,秸秆分解最快。研究结果对于指导东北黑土区生产实践中秸秆还田具有一定的参考价值。