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秸稈覆蓋還田保護(hù)性耕作對微生物殘體碳的影響


編輯:2022-12-05 17:06:47

微生物殘體穩(wěn)定性較高,對土壤有機(jī)碳(SOC)的長期固存具有重要作用。氨基糖的主要來源是真菌和細(xì)菌且在土壤中很穩(wěn)定。氨基糖對秸稈還田和耕作方式響應(yīng)很明顯,不同作物還田對氨基糖的影響也不一致。中科院東北地理所黑土有機(jī)碳與保護(hù)性耕作學(xué)科組科研人員依托吉林省德惠市始建于2001年的保護(hù)性耕作長期定位實驗開展了相關(guān)研究,包含5個處理:免耕玉米-大豆輪作(NTCS)、秋翻玉米-大豆輪作(MPCS)、免耕玉米連作(NTCC)、秋翻玉米連作(MPCC)、常規(guī)耕作玉米連作且秸稈不還田(CTCC)。于2017年采集了不同深度的土壤樣品,測定氨基糖以計算微生物殘體碳、真菌殘體碳)和細(xì)菌殘體碳及其儲量。三因素方差分析表明,耕作方式、深度及其交互作用對所有氨基糖含量均有顯著影響。然而,不同土層的兩因素方差分析表明,耕作方式對所有氨基糖的影響主要發(fā)生在0-5cm土層。衰減指數(shù)模型(decaying exponential model,圖1)表明微生物殘體碳和SOC之間的關(guān)系(R2=0.87)。耕作對微生物殘體碳、真菌殘體碳和細(xì)菌殘體碳的儲量有很大影響,但對它們在SOC儲存中的分布比例沒有影響。 

  玉米連作系統(tǒng)下,超過50%的SOC儲量增量發(fā)生于微生物殘體碳中(0-20 cm),這主要由于秸稈還田,而且該增量比玉米-大豆輪作系統(tǒng)高(圖2)。真菌殘體碳儲量在SOC中的比例不受農(nóng)田管理措施(秸稈還田、耕作方式、種植制度)的影響,而細(xì)菌殘體碳的占比同時受到秸稈還田的數(shù)量和質(zhì)量的影響。相比于玉米輪作系統(tǒng),玉米連作更有利于微生物死體碳的固存,細(xì)菌對農(nóng)田管理措施的敏感性相對高于真菌。因此,本文證明了秸稈覆蓋有利于微生物殘體碳的累積,對有機(jī)碳的長期穩(wěn)定與固存有重要意義,其中玉米連作的固碳能力更強(qiáng),該結(jié)果對未來農(nóng)田黑土秸稈管理措施的制定提供指導(dǎo)作用。 

  相關(guān)研究結(jié)果以題“Effect of long-term tillage and cropping system on portion of fungal and bacterial necromass carbon in soil organic carbon”發(fā)表在國際土壤科學(xué)領(lǐng)域主流學(xué)術(shù)期刊Soil & Tillage Research上。東北地理所黑土有機(jī)碳與保護(hù)性耕作學(xué)科組助理研究員張延為第一作者,梁愛珍研究員為通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金(42101277, 41877095和42077046)、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(XDA28080200)等項目的資助。 

  論文信息:Zhang Yan; Gao Yan; Zhang Yang; Huang Dandan; Li Xiujun; Gregorich Edward; McLaughlin Neil; Zhang Xiaoping; Chen Xuewen; Zhang Shixiu; Liang Aizhen*; Xiang Yang; Effect of long-term tillage and cropping system on portion of fungal and bacterial necromass carbon in soil organic carbon, Soil & Tillage Research, 2022, 218: 105307

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? ? ? ?如果我們敢想,勇于接受新觀念,樂于同我們的土壤合作而不是濫用它,我們將會看到保護(hù)性農(nóng)業(yè)是引導(dǎo)我們走向前所未見的高產(chǎn)農(nóng)業(yè)的有效途徑。這不僅是為了戰(zhàn)爭時期,更是為了戰(zhàn)后的和平年代
?(Hugh?Hammond Bennett,?1943)
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