秸秆还田对黄土高原典型农田土壤团聚体组成及其碳组分的影响

来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：

作者：常玥昕,王俊,杨彩迪,陈金法

单位：西北大学城市与环境学院, 陕西省地表系统与环境承载力重点实验室, 西安 710127,陕西省碳中和技术重点实验室, 西安 710127,西北大学生命科学学院, 西安 710069,西北大学城市与环境学院, 陕西省地表系统与环境承载力重点实验室, 西安 710127,陕西省碳中和技术重点实验室, 西安 710127,西北大学城市与环境学院, 陕西省地表系统与环境承载力重点实验室, 西安 710127,陕西省碳中和技术重点实验室, 西安 710127,西北大学生命科学学院, 西安 710069,陕西省碳中和技术重点实验室, 西安 710127

摘要：以黄土高原3种旱作冬小麦农田土壤（杨凌塿土、榆中黄绵土和长武黑垆土）为研究对象，设置5个秸秆添加量：0.25%、0.5%、1%、1.5%和2%（S1、S2、S3、S4和S5），同时以不添加秸秆为对照（CK），旨在探讨不同添加量的秸秆还田对土壤碳组分、团聚体尺寸分布及其稳定性以及团聚体有机碳含量所产生的影响，并建立土壤碳组分与团聚体分布、稳定性以及团聚体有机碳之间的相互关系. 结果表明，随着秸秆还田量的增加，3种土壤的土壤有机碳（SOC）、微生物生物量碳（MBC）和潜在可矿化碳（PCM）含量均有上升趋势，但土壤团聚体组成及其稳定性以及团聚体有机碳含量在不同土壤之间存在较大的差异. 杨凌塿土的SOC、MBC和PCM含量在S5处理下较CK分别提高40.36%、55.96%和89.41%；S4处理下团聚体稳定性最高，大团聚体（>0.25 mm）占比、平均重量直径（MWD）和水稳性团聚体比率（AR）较CK分别提高70.46%、52.0%和322.28%；>0.25、0.053~0.25和<0.053 mm团聚体有机碳含量均在S5处理达到最大值，较CK分别提高38.56%、23.93%和34.14%. 榆中黄绵土的SOC、MBC和PCM含量在S5处理下较CK分别提高26.33%、268.55%和142.64%；大团聚体（>0.25 mm）占比、MWD和AR在S4处理下较CK分别提高133.56%、82.46%和246.65%；仅>0.25 mm和0.053~0.25 mm团聚体有机碳含量在S5处理达到最高，较CK分别提高14.74%和27.81%. 长武黑垆土的SOC、MBC和PCM含量在S5、S3和S4处理下较CK分别提高31.03%、68.51%和84.74%；除S5外，其余处理均显著降低大团聚体（>0.25 mm）占比、MWD和AR；各级团聚体有机碳含量分别在S5和S4处理下较CK显著提高18.68%、24.41%和20.29%. 相关性分析表明，SOC与MBC、PCM和团聚体有机碳及其团聚体稳定性的相关性因土壤类型差异较大，其中在杨凌塿土和榆中黄绵土中相关性较强. 综上所述，土壤团聚体组成及其稳定性和有机碳组分因土壤类型、秸秆还田量的不同差异较大. 因此，应根据不同土壤类型灵活调整秸秆还田量，以充分发挥其对农田土壤质量改善和有机碳固存的最佳效果.

关键词：秸秆还田,土壤有机碳（SOC）,土壤团聚体,团聚体有机碳,固碳,