保护性耕作对土壤有机碳、氮储量的影响

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1、生态环境学报2009,18(6):223-226http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com保护性耕作对土壤有机碳、氮储量的影响12,31*胡宁，娄翼来，梁雷1.辽宁大学环境学院，辽宁沈阳110036；2.中国科学院沈阳应用生态研究所，辽宁沈阳110016；3.中国科学院研究生院，北京110049摘要：以辽宁彰武县保护性耕作示范推广基地土壤为研究对象，通过实地调查和取样分析，对比研究了传统犁耕和6年免耕秸秆覆盖条件下的土壤有机碳、氮储量，为广泛评价保护性耕作的土壤碳、氮截获功能和合理选

2、择农业耕作方式提供科学依据。研究结果表明，与犁耕相比，免耕覆盖不同程度地提高了0~5cm和5~15cm土层的有机碳、氮储量，对15cm以下土层没有影响，从而增加了0~100cm土体总的有机碳、氮储量，证明了免耕覆盖的土壤碳、氮截获功能，年均截获率分别为-2-21.37Mg·hm和0.84Mg·hm。有机碳、氮在犁耕土壤0~30cm剖面的垂直分布较为均匀，免耕覆盖后则发生明显的分层，产生表聚现象。关键词：保护性耕作；免耕；秸秆覆盖；土壤有机碳；土壤氮；储量中图分类号：S153.6文献标识码：A文章编号：1674-5906（2009）06-0223-042免耕秸秆覆盖保护性耕作措施，正被日益广泛

3、作研究示范网络，至今推广面积达7000多hm，地应用于农业生产，评价其土壤生态环境效应逐渐约占全县耕地面积的6%。[1,2]成为相关领域的研究热点。土壤有机碳和氮素不1.2研究方法2仅是土壤质量的重要指标，其储量的增加在某种意在保护性耕作示范推广基地（1hm），选取至义上亦可缓解大气CO2和N2O浓度的升高，从而减今已连续实行6年保护性耕作（CT）的玉米田样地[3]轻温室效应。关于免耕覆盖对土壤有机碳、氮储量4块（10m×10m），以邻近的长期进行传统犁耕的影响，许多学者认为，免耕覆盖可以提高至少在（PT）的4块玉米田样地（10m×10m）为对照，[4-6]表层土壤的有机碳、氮储量，具有碳、

4、氮截获功能，所有地块除耕作方式外的其他栽培管理制度（施但亦有一些研究指出，特别是短期的免耕覆盖对土肥、灌溉等）基本一致。土壤类型为褐土，假设实壤有机碳、氮的影响具有明显的分层性，其碳汇作行保护性耕作前的各地块土壤性质基本一致。传统用通常仅限于表层土壤（≤10cm），在下层土壤（30犁耕为垄作、铧式犁翻耕（约20cm）、秸秆不还田；cm以内）则可出现不同程度的碳源作用，上下各层保护性耕作为免耕、灭茬、秸秆粉碎后均匀地覆盖综合来看，其总的碳储量效应可以抵消以至为负效于地表。作物收获后（2008年10月），在各地块采[7-9]应。可见，不同地区保护性耕作土壤的碳、氮截用多点混合法分别采取0~5cm

5、、5~15cm、15~30获情况差异较大。本文以辽宁彰武县保护性耕作示cm、30~50cm、50~75cm和75~100cm的土壤样范推广基地土壤为研究对象，通过实地调查和取样品，测定土壤的容重（环刀法）和有机碳、氮质量分析，旨在探讨免耕覆盖对土壤有机碳、氮储量的分数（除碳酸盐-元素分析仪法）。土壤有机碳储量-1影响，为广泛评价保护性耕作的土壤有机碳、氮截的计算公式为：SOCs=∑(Ci×ρi×Ti)×10。其中，-2获功能和合理选择农业耕作方式提供理论依据。SOCs为特定深度的土壤有机碳储量（Mg·hm）；-11材料与方法Ci为第i层土壤的有机碳质量分数（g·kg）；ρi为-31.1研究地

6、点概况第i层土壤容重（Mg·m）；Ti为第i层土壤厚度彰武县位于辽宁省西北部（42°07′~42°51′N,（cm）。同理计算土壤氮储量。数据统计分析和作图121°53′~122°58′E），属半干旱大陆性季风气候，年采用SPSS13.0和Excel2003软件，所有数据经方均降雨量约510mm，且80%以上集中在6—8月份，差分析检验（P<0.05）。年均气温7.2℃，无霜期152d。该县为典型的干旱2结果风蚀农业区，是我国保护性耕作技术优先和重点发2.1土壤容重、有机碳、氮质量分数和C/N展的地区之一，并于2002年被纳入北方保护性耕从图1可见，土壤容重随层次的加深而增加。基金项目：中国

7、科学院知识创新工程重大项目(KZCX2-YW-445)；国家自然科学基金项目(30570337)；2008年教育部归国留学启动基金项目[2008.(3)]作者简介：胡宁（1983年生），女，硕士，研究方向为土壤生态学。E-mail:ningningh2009@yahoo.cn*通讯作者，E-mail:syllshenyang@163.com收稿日期：2009-10-10224生态环境学报第19卷第1期（201