【摘 要】
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土壤温室气体排放是影响全球变暖的关键因素。东北黑土开垦种稻后,不同种稻年限土壤有机碳含量存在较大差异,水稻秸秆还田对黑土不同种稻年限土壤温室气体排放特征的影响如何?目前尚不清楚。因此,本研究以黑土不同种稻年限(0 a、12 a、35 a、62 a和85 a)土壤为研究对象,利用13C标记水稻秸秆示踪技术,采用室内淹水培养试验(温度为20℃,淹水层为1 cm),研究水稻秸杆添加(1%添加量)对黑土不
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土壤温室气体排放是影响全球变暖的关键因素。东北黑土开垦种稻后,不同种稻年限土壤有机碳含量存在较大差异,水稻秸秆还田对黑土不同种稻年限土壤温室气体排放特征的影响如何?目前尚不清楚。因此,本研究以黑土不同种稻年限(0 a、12 a、35 a、62 a和85 a)土壤为研究对象,利用13C标记水稻秸秆示踪技术,采用室内淹水培养试验(温度为20℃,淹水层为1 cm),研究水稻秸杆添加(1%添加量)对黑土不同种稻年限土壤温室气体(CO2、CH4和N2O)排放的影响,分析土壤温室气体排放的影响因素,探讨水稻秸秆添加对土壤CO2排放的激发效应。主要研究结果如下:(1)水稻秸秆添加使不同种稻年限土壤p H上升,Eh显著下降(P<0.05);总体上,水稻秸秆添加增加了不同种稻年限土壤铵态氮和可溶性有机碳氮含量,且均随种稻年限的增加呈逐渐下降趋势;除种稻12 a土壤外,水稻秸秆添加也增加了土壤几丁质酶活性。(2)水稻秸秆添加显著促进了土壤CO2排放(P<0.05),培养150 d时种稻土壤CO2排放增量与种稻年限呈显著正相关(P<0.01)。土壤有机碳、可溶性有机碳氮和铵态氮含量对土壤CO2排放影响显著(P<0.05)。水稻秸秆添加对种稻土壤CO2排放产生的激发效应明显低于对照土壤,其激发效应随种稻年限延长由负激发(12 a土壤)逐渐向正激发(≥35 a土壤)转变,且与种稻年限之间呈显著正相关(P<0.01)。(3)水稻秸秆添加显著促进了土壤CH4排放(P<0.05),其排放量受土壤有机碳、可溶性有机碳氮和铵态氮含量的重要影响,土壤CH4排放与土壤CO2排放量呈互为消长关系。(4)除12 a土壤外,水稻秸秆添加显著抑制了土壤N2O排放(P<0.05),其排放量受几丁质酶活性的重要影响。抑制土壤N2O排放量随土壤原有N2O排放量的增加而增加,随土壤全氮含量的增加而减少。(5)未添加水稻秸秆土壤温室气体排放的综合增温潜势主要来源于CO2和N2O的排放;水稻秸秆添加显著增加了土壤温室气体排放的综合增温潜势(P<0.05),主要来源于CO2和CH4的排放,秸秆添加促进土壤了CH4排放的同时抑制了N2O排放。
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