耕作和秸秆还田促进土壤团聚体固碳

《农业工程学报》2017年第33卷第24期刊载了山东省农业科学院农业资源与环境研究所等单位田慎重、王瑜、张玉凤、边文范、董亮、罗加法和郭洪海的论文——“旋耕转深松和秸秆还田增加农田土壤团聚体碳库”。该研究由国家自然科学基金项目(项目号：41701337)等资助。

华北平原是中国典型的小麦-玉米两熟区，连年的旋耕及秸秆的不当管理，带来了耕层浅薄化、土壤紧实化、养分利用率较低等一系列土壤健康问题，并影响到粮食持续高产、稳产。

近年来，深松逐渐在农业生产中被广泛采用，将长期旋耕农田转变为旋耕-深松农田，不仅能构建合理的耕层结构，降低土壤亚表层容重，而且能提高作物产量、促进作物的高产稳产。该研究对转变耕作方式和秸秆还田对土壤团聚体碳库的影响展开了研究。

土壤团聚体是土壤结构的基本单元，也是土壤肥力的物质基础。土壤有机碳作为土壤团聚体形成的重要胶结物质，对土壤团聚体的结构稳定有显著影响，团聚体的团聚作用被认为是土壤有机碳固定的核心机制。

土壤耕作和秸秆还田是驱动团聚体更新周转的主要外部因素，不同的耕作方式、频率及秸秆还田可显著影响土壤团聚体数量、稳定性等团聚体特征，从而对土壤团聚状况及有机碳固定速率产生显著影响。

研究表明，将长期旋耕农田转变为旋耕-深松农田，显著影响到0～50cm土层的团聚体分布及其碳含量。

旋耕-深松配合秸秆还田(RTS-STS)模式能显著提高表层土壤较大粒级团聚体的比例，以及土壤团聚体稳定性，也提高了0～20cm土层团聚体碳含量和对有机碳的贡献率;但在20～50cm土层，RTS-STS处理的团聚体碳含量对有机碳的贡献率，较0～20cm土层和旋耕秸秆还田RTS处理显著降低。

耕作、秸秆及其交互作用是影响不同土层中各处理在不同粒级团聚体分布比例及碳含量差异的主要因素。相关性分析表明，土壤有机碳含量与团聚体稳定性及其自身碳含量之间，存在显著或极显著的正相关关系。

研究结果表明，旋耕-深松配合秸秆还田模式促进了0～20cm土壤团聚体的形成和稳定，提高了土壤团聚体碳库和对有机碳的贡献，对提升土壤有机碳水平具有积极意义。