不同大气CO2浓度升高处理对水稻秸秆在后茬冬小麦田中分解特性的影响

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作   者：

邓熙茗;  陈书涛;  商东耀;  吕春华;  杨凯;  胡正华; 

作者机构：

南京信息工程大学江苏省农业气象重点实验室;  植被与环境变化国家重点实验室;  南京信息工程大学应用气象学院; 

关键词：

TC含量;  分解特性;  CO2浓度升高;  水稻秸秆;  TN含量;  土壤; 

期刊名称：

环境科学研究

基金项目：

增温及秸秆施用对农田土壤呼吸的影响及微生物学机制研究
稻麦作物生长和产量形成对大气CO2浓度渐增和骤增的响应及机制
不同CO2浓度升高水平对稻田CH4产生和排放的影响

i s s n：

1001-6929

年卷期：

2021 年 34 卷 002 期

页   码：

263-271

摘   要：

为研究大气CO2浓度逐渐增加和稳定高浓度处理对水稻秸秆在后茬冬小麦田土壤中分解特性的影响,进行田间试验,设置3个浓度水平——背景大气CO2浓度(CK)、每个生长季CO2浓度比CK逐渐增加40μmol∕mol(T1)、每个生长季CO2浓度均比CK高200μmol∕mol(T2),处于上述3个浓度水平下连续3个生长季的水稻秸秆处理编号分别用CK-OTC、T1-OTC、T2-OTC表示,第3个生长季T1-OTC的CO2浓度为120μmol∕mol,3个生长季中前两个生长季处于开顶箱(OTC)外且第3个生长季处于OTC内的处理分别表示为CK、T1、T2.将不同处理下的水稻秸秆埋入麦田土壤中,于填埋后30、60、84、119、149 d测定剩余秸秆的质量以及总碳(TC)、总氮(TN)含量.结果表明:填埋后30 d不同处理下秸秆的分解率为33.2%~38.2%,至149 d填埋结束,不同处理下秸秆的分解率为57.3%~60.3%.填埋试验后期(填埋后84、119、149 d)的秸秆分解率与粗纤维含量之间存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关关系.T1、T2处理下水稻秸秆在分解过程中的TC含量与CK无显著(P>0.05)差异,而OTC-T1处理下水稻秸秆在整个分解阶段的TC含量显著(P<0.05)高于CK,且在填埋后60~119 d这一阶段T2处理下TC含量与OTC-CK处理之间存在边缘显著(0.05 <0.10)差异.所有处理下的TC含量在填埋后比填埋前均明显降低,特别是对于TN含量而言,大部分处理下TN含量均随时间的线性增加程度达到极显著(P<0.01)水平,C∕N均在分解过程中随时间呈线性降低趋势(P<0.05).研究显示,一个生长季尺度上CO2浓度的升高会提高秸秆分解率,秸秆分解过程中TC分解速率比TN快,从而造成C∕N下降.