【摘 要】
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气候变化对全球农业生产与粮食安全有着深远的影响,明确秸秆还田对农田土壤有机碳（SOC）固定与矿化的影响及其对水分和温度的响应对于缓解气候变化的重要意义。本研究采用室外盆栽试验与室内培养试验进行,其中室外试验采用二因素裂区试验设计,研究了不同作物秸秆还田[高粱秸秆还田（STP-S）、绿豆秸秆还田（STP-VA）和秸秆不还田（STP-N）]及其还田深度[0—10 cm(SRD10)、0—20 cm(S
【基金项目】
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国家自然科学基金（面上项目,31771727）；
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气候变化对全球农业生产与粮食安全有着深远的影响,明确秸秆还田对农田土壤有机碳（SOC）固定与矿化的影响及其对水分和温度的响应对于缓解气候变化的重要意义。本研究采用室外盆栽试验与室内培养试验进行,其中室外试验采用二因素裂区试验设计,研究了不同作物秸秆还田[高粱秸秆还田（STP-S）、绿豆秸秆还田（STP-VA）和秸秆不还田（STP-N）]及其还田深度[0—10 cm(SRD10)、0—20 cm(SRD20)和0—30cm(SRD30)]对土壤物理性状与固碳效应的影响,室内试验采用四因素裂区设计,研究了秸秆类型[高粱秸秆（ST-S）和绿豆秸秆（ST-VA）]、秸秆还田方式[混匀还田（SRM-I）、覆盖还田（SRM-C）和秸秆不还田（SRM-N）]、温度[(25℃(IT25)和35℃(IT35)]和水分[55%田间持水量(FMC55)和85%田间持水量(FMC85)]对SOC矿化特征及其碳库变化。主要研究结果如下:（1）STP-S和STP-VA处理0—30 cm剖面SOC含量及其储量较STP-N显著提高。SRD10、SRD20和SRD30处理下SOC及其活性组分含量分别在0—10、10—20和20—30cm土层表现较高,其中SRD20处理0—30 cm剖面SOC储量表现最高。（2）IT35处理较IT25处理显著提高了SOC矿化速率、累积矿化量、活性有机碳库的潜在可矿化量（Ca）和缓效性有机碳库的潜在矿化量（Cs）分别达13.11%～84.95%、21.42%～33.94%、24.63%和46.87%,并显著降低了SOC和部分活性组分含量及土壤酶活性。（3）FMC85处理较FMC55处理显著提高了SOC矿化速率、累积矿化量、Ca和Cs分别达2.79%～24.18%、6.50%～16.01%、30.61%和2.18%,并显著降低了部分SOC活性组分含量及土壤酶活性。（4）与秸秆不还田（ST-N）相比,ST-S、ST-VA、SRM-I和SRM-C处理显著提高了SOC矿化速率、累积矿化量、Ca和Cs、土壤酶活性及部分活性组分含量。此外ST-VA处理SOC累积矿化量和相对激发效应（Pe）较ST-S处理分别显著提高了21.14%～34.26%和19.62%～36.19%,而降低了SOC及部分活性组分含量;SRM-C处理下SOC累积矿化量和Pe较SRM-I处理分别显著提高了8.12%～19.63%和11.35%～42.36%,同样也降低了SOC及部分活性组分含量。综上所述,与不还田相比,高粱和绿豆秸秆还田增强了SOC矿化,同时也提升了SOC含量,但其综合效应需进一步进行研究。此外,升温与提高土壤含水量促进了SOC矿化,并降低了SOC及其活性组分含量。
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