关中平原麦玉轮作体系作物秸秆不同还田模式下土壤有机碳和无机碳库变化特征

为探究不同秸秆还田模式对土壤碳库的影响,以陕西关中平原连续11年麦玉秸秆还田定位试验为基础,选择5种还田模式,即秸秆均不还田(CK)、小麦高留茬-玉米秸秆粉碎还田(WH-MC)、小麦玉米秸秆均粉碎还田(WC-MC)、小麦高留茬-玉米秸秆不还田(WH-MN)和小麦秸秆粉碎还田-玉米秸秆不还田(WC-MN),测定不同模式土壤有机碳(SOC)、活性碳组分和无机碳(SIC)在0～ 40 cm土层的分布.结果 表明:与CK相比,WH-MC和WC-MC的SOC储量分别增加28.1％和22.2％,SIC储量分别增加20.4％和17.3％;与试验初始土壤碳储量相比,各还田模式SOC固持量变化为-0.84～6.55 t·hm-2,SIC固持量为-0.26～8.61 t·hm-2;土壤总固碳效率为7.5％,维持土壤初始碳储量水平的最小碳投入量为4.65 t·hm-2·a-1;与CK相比,WH-MC和WC-MC显著提升0～～20 cm土层活性碳组分含量.主成分分析表明,不同还田模式下土壤碳库变化主要受秸秆投入量的影响.来源于灌溉水和植物残体的Ca2+、Mg2+与SOC矿化产生的CO2可共沉淀形成CaC03,可能是本研究SIC增加的主要机制.从提高土壤碳固持角度来看,小麦高留茬-玉米秸秆粉碎还田模式为最佳还田模式.