中国农业科学|我院路战远团队定量表征适宜耕作方式下有机碳提升效应

近日，我院路战远团队在卓越期刊/CSCD期刊《中国农业科学》上发表了题为“秸秆还田下耕作方式对黑土活性有机碳组分及碳库管理指数的影响”的研究论文。该研究定量表征了适宜耕作方式下有机碳提升效应。

期刊：中国农业科学

题目：秸秆还田下耕作方式对黑土农田活性有机碳组分及碳库管理指数的影响

Doi：10.3864/j.issn.0578-1752.2024.17.008

通讯作者：路战远 研究员   张向前 研究员

                   （内蒙古自治区农牧业科学院）

发表日期：2024-9-1

研究背景

大兴安岭沿麓是我国重要的农畜产品生产基地，但因干旱风蚀和不合理的耕作方式，导致了该地区农田退化严重、产能低而不稳，严重威胁到该区域的粮食安全和生态安全。秸秆还田与科学的耕作方式耦合是解决土壤质量下降和产能低下的有效途径，但在土壤有机碳背景值巨大的条件下，如何利用总有机碳含量的动态变化来评价不同农田管理方式对土壤质量的改良效果是亟待解决的难题，因此，遴选反应土壤敏感性指标和定量表征适宜耕作方式下有机碳提升效应具有重要意义。

研究方法

该研究旨在评估秸秆还田与耕作方式互作对黑土活性有机碳的影响：（1）土壤活性有机碳、中活性有机碳、高活性有机碳的差异；（2）土壤惰性有机碳的差异；（3）土壤碳库管理指数变化。研究假设，秸秆还田条件下，（1）适宜的耕作方式为植物提供有效养分，提升土壤活性有机碳和惰性有机碳含量；（2）适宜的耕作方式促进秸秆腐解，进而增加有机碳含量，提高碳库活度、碳库管理指数。为了检验这些假设，该研究基于2018年长期定位试验，以研究秸秆还田和耕作方式对大兴安岭沿麓土壤碳组分及碳库的影响，该试验采用典型耕作方式，设置7种不同耕作方式分别为深翻秸秆还田（DTS）、深松浅翻秸秆还田（DSS）、深松秸秆还田（STS）、重耙秸秆还田（SHS）、旋耕秸秆还田（RTS）、免耕秸秆还田（NTS）、浅翻秸秆不还田（CK）。同时评估了0-60 cm土层土壤活性有机碳、惰性有机碳的含量及土壤碳库的变化，以展示秸秆还田和耕作方式对土壤有机碳的综合影响。

研究结果

秸秆还田条件下，耕作方式可以有效增加0-60 cm土层土壤活性有机碳、中活性有机碳和高活性有机碳的含量（9.04%-134.48%，9.66%-100.95%，13.27%-55.62%）。

秸秆还田提高了碳库管理指数，增加有机碳碳库活性，同时改善土壤物理结构，增加团聚体稳定性，促进作物生长（7.01%-140.85%）。

总体而言，适宜的耕作方式（深翻秸秆还田和深松浅翻秸秆还田）在一定程度上均可提升土壤活性有机碳和惰性有机碳含量，有效改善农田有机碳库。

图1 秸秆还田条件下不同耕作方式对土壤活性有机碳（R333）含量的影响

图2 秸秆还田条件下不同耕作方式对土壤高活性有机碳（R33）含量的影响

图3 秸秆还田条件下不同耕作方式0-60 cm土层各指标相关性分析