不同轮作方式下秸秆还田对麦田土壤养分和碳库管理指数的影响

来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：

作者：王晨瑜,贾文静,王仕杰,于琦,宋鉴恒,黄禹铭,冯永忠,任广鑫,王兴

单位：西北农林科技大学农学院, 杨凌 712100,陕西省循环农业工程技术研究中心, 杨凌 712100,西北农林科技大学农学院, 杨凌 712100,陕西省循环农业工程技术研究中心, 杨凌 712100,西北农林科技大学农学院, 杨凌 712100,陕西省循环农业工程技术研究中心, 杨凌 712100,西北农林科技大学农学院, 杨凌 712100,陕西省循环农业工程技术研究中心, 杨凌 712100,西北农林科技大学农学院, 杨凌 712100,陕西省循环农业工程技术研究中心, 杨凌 712100,西北农林科技大学农学院, 杨凌 712100,陕西省循环农业工程技术研究中心, 杨凌 712100,西北农林科技大学农学院, 杨凌 712100,陕西省循环农业工程技术研究中心, 杨凌 712100,西北农林科技大学农学院, 杨凌 712100,陕西省循环农业工程技术研究中心, 杨凌 712100,西北农林科技大学农学院, 杨凌 712100,陕西省循环农业工程技术研究中心, 杨凌 712100

摘要：为探明不同前茬作物秸秆还田对麦田土壤养分和碳库管理指数的影响，基于关中平原区13 a不同轮作与秸秆还田试验，设置4个处理：冬小麦-夏玉米+秸秆移除（CK）作为对照，冬小麦-夏大豆+秸秆还田（TS）、冬小麦-夏大豆+秸秆移除 （NS）、冬小麦-夏玉米+秸秆还田（TM）. 在冬小麦收获期采集0~40 cm土壤（0~10、10~20和20~40 cm），测定全氮（TN）、全磷（TP）、有机碳（SOC）、微生物量碳（MBC）、可溶性有机碳（DOC）和易氧化有机碳（ROC）含量. 同时借助土壤碳库管理指数（CPMI）方法对土壤有机碳稳定性进行了综合评价，明确了不同前茬作物秸秆还田对麦田土壤养分和碳库稳定性的影响. 结果表明，不同轮作作物秸秆还田对土壤养分产生影响显著. 与CK相比，TS和TM处理显著增加了0~10 cm土层TP、TN、SOC、ROC、MBC含量，分别显著增加了13.33%、18.31%、28.26%、107.80%、42.25%和5.09%、17.22%、26.45%、83.06%、29.43%（P<0.05）；在10~20 cm土层，TS和TM处理较CK均显著增加TN、TP、SOC、MBC、ROC和DOC含量（P<0.05），且TS处理增幅最大；在20~40 cm土层，TS处理较CK显著增加了TP（9.05%）、SOC（15.09%）和MBC（55.83%）（P<0.05）含量，并且TM也较CK处理显著增加了TN（4.03%）、TP（5.11%）和MBC（56.42%）（P<0.05）含量. 此外，不同前茬作物秸秆还田对土壤碳库管理指数的影响显著，TS较CK显著提高了0~10 cm和10~20 cm土层土壤碳库管理指数（P<0.05），但在20~40 cm土层，NS处理土壤碳库管理指数最高但处理间并无显著差异. 同时，秸秆还田显著提高了冬小麦产量. 与CK相比，TS和TM处理冬小麦产量均呈显著优势，分别显著增加了37.65%和28.93%（P<0.05）. 相关分析表明，在0~20 cm土层，CPMI和产量与MBC、DOC、TP和TN呈显著正相关关系（P<0.05）；在20~40 cm土层，产量与TN和MBC呈显著正相关关系（P<0.05）. 综上，冬小麦-夏大豆+秸秆还田（TS）可以增加麦田土壤养分（0~40 cm），提高土壤活性有机碳组分，改善土壤碳库管理指数和冬小麦产量. 因此，研究结果表明在关中平原区冬小麦-夏大豆+秸秆还田的种植模式将是有利于提升麦田土壤养分，有效改善土壤固碳潜力的农业生产模式.

关键词：轮作,秸秆还田,土壤养分,土壤活性有机碳,土壤碳库管理指数,