[目的]探究秸秆还田方式对土壤 CO2 排放特征及碳平衡的影响,为东北地区农田土壤固碳减排和秸秆还田方式的选择提供科学依据.[方法]采用田间微区试验,以玉米为供试作物,设置 3 种秸秆还田方式:秸秆浅层还田(QH)、秸秆深层还田(SH)和秸秆覆盖还田(FG),无秸秆还田(CK)处理为对照.利用 LI-8100A 土壤碳通量自动测定仪监测玉米生长季不同秸秆还田方式下土壤CO2 的排放特征,探讨土壤温度、含水量、pH、微生物量碳及氮磷钾速效养分和全量养分对土壤CO2 排放的影响,并分析不同还田方式下的土壤碳平衡.[结果]在玉米生长季,各处理土壤CO2 排放速率均表现为先升高后降低的趋势.土壤CO2 累积排放量表现为FG＞QH＞SH＞CK处理,相较于SH处理,FG和QH处理土壤CO2 累积排放量分别增加了 14.0%和 6.4%,各处理间差异显著(P＜0.05).不同还田方式下土壤CO2 排放速率与土壤温度、土壤含水量进行单因素模型拟合,均呈二次函数相关关系,且达到了显著水平(P＜0.05),土壤温度和土壤含水量分别解释 68.2%—73.7%和 21.3%—82.8%的土壤 CO2 排放速率变化,但土壤温度和土壤含水量的双因素复合模型能更好地解释土壤 CO2 排放速率的变化,解释度达到 78.5%—82.8%.相关性分析表明,土壤CO2 累积排放量与速效钾、微生物量碳呈极显著相关关系(P＜0.01),与土壤有机质、碱解氮、全氮和pH呈显著的相关关系(P＜0.05).秸秆还田处理下土壤碳平衡均为正值,为大气CO2 碳汇.SH处理下土壤碳平衡和固碳潜力显著高于QH、FG处理,提高幅度分别为 23.4%、475.7%和 7.1%、30.7%(P＜0.05),表现出较强的碳汇功能.在两年收获期,秸秆还田显著提高了玉米产量,其中SH处理最高,但与QH和FG处理间无显著差异.[结论]本试验条件下,综合考虑固碳减排效应和产量,3 种秸秆还田方式相比,秸秆深层还田(SH)是一种较好的还田方式.
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