[口头报告]秸秆还田数量对微生物介导的土壤有机碳积累的影响

秸秆还田数量对微生物介导的土壤有机碳积累的影响
编号：625 稿件编号：2191 访问权限：私有 更新：2023-04-10 16:05:27 浏览：335次 口头报告

报告开始：2023年05月08日 11:00 （Asia/Shanghai）

报告时间：8min

所在会议：[19A] 19A、土壤科学与环境健康 » [19A-4] 19A-4 土壤科学与环境健康

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摘要
       农田土壤碳库具有巨大的固碳潜力，对减缓气候变化和保障国家粮食安全至关重要。然而，长期掠夺式的集约化种植模式已导致我国东北黑土区土壤碳收支严重失衡，从碳汇转变为碳源。免耕结合秸秆还田的保护性耕作模式作为提高土壤有机碳（SOC）和作物生产力的有效措施，已被广泛关注。探索高效的秸秆还田数量并明确其固碳机制是促进农业可持续发展的关键问题。土壤微生物是SOC转化和稳定过程的主要驱动者，微生物死亡残体是SOC储量的重要来源，并且微生物死亡残体动态受农田管理措施和微生物群落生理特征的调控。对不同秸秆还田数量下土壤微生物的响应机制及“农田管理措施-微生物群落特征-微生物残体碳-土壤有机碳动态”这一完整链条的研究，有助于全面了解保护性耕作措施下农田土壤碳的微生物截获机制。因此，本研究以我国东北黑土区长期（10年）保护性耕作下不同秸秆还田数量（翻耕加秸秆移除的传统耕作方式：CT，免耕无秸秆还田：NT-0，免耕加低、中、高数量秸秆还田：NT-1/3、NT-2/3和NT-3/3）试验为研究对象，主要通过真细菌DNA高通量测序、生物标识物-氨基糖和磷脂脂肪酸等方法，探究不同秸秆还田数量下微生物介导SOC积累的机制，筛选保护性耕作下秸秆优化的管理措施。主要研究结果如下：在不同秸秆还田数量试验中，与传统常规耕作相比，免耕无秸秆还田（NT-0）的SOC储量无显著变化。与传统常规耕作相比，免耕结合秸秆还田处理均显著增加了0-40 cm土层中的SOC储量，免耕结合中量（NT-2/3）或高量秸秆还田（NT-3/3）增加的SOC最多，但无显著性差异。免耕对总微生物残体碳占SOC的比例及真细菌生物量比值均无影响，但显著地改变了真细菌残体碳的比值，该比值在表层土壤（0-5 cm）中升高并在下层土壤（20-40 cm）中降低，说明真细菌残体碳比值更能表征真细菌对SOC的相对贡献。SOC主要由真菌残体碳调控，而不是细菌残体碳。真菌残体碳与真菌生物量呈正相关，且与微生物群落组成的关系密切。与免耕无秸秆还田相比，免耕结合中量秸秆还田（NT-2/3）增加的活体微生物生物量具有最高的微生物残体碳固存潜力。综上，免耕结合2/3或全部秸秆还田是提高SOC储量的有效措施。通过比较免耕和秸秆还田产生微生物残体碳的效率，中等数量的秸秆还田实现了秸秆输入和碳储存目标之间的最佳平衡。免耕结合2/3秸秆还田方式既可以满足我们对土壤固碳的需求，又能够将部分秸秆用作生物质能源来增加经济价值，是本研究推荐的秸秆优化管理方式。我们的研究结果为保护性耕作和农业可持续发展提供了理论支持和实践指导。
 
关键字
秸秆还田数量，土壤有机碳，土壤微生物群落，微生物残体碳
报告人
杨雅丽
中国科学院沈阳应用生态研究所

稿件作者
杨雅丽 中国科学院沈阳应用生态研究所
梁超 中国科学院沈阳应用生态研究所
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