基于麦-玉种植系统农田土壤碳库与作物产量的周年秸秆还田量评价

作     者：吴群文 宋佩鸿 黄健华 钱欣 高英波 张慧 刘开昌 王良 李宗新 

作者机构：山东省农业科学院养分资源高效利用全国重点实验室 青岛农业大学农学院 

出 版 物：《环境科学》 (Environmental Science)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金青年科学基金项目(32301965) 山东省现代农业产业技术体系项目(SDAIT-02-07) 泰山学者工程项目(tstp20231236) 山东省自然科学基金青年科学基金项目(ZR2023QC128) 

主　　题：秸秆还田 产量 有机碳(TOC) 易氧化有机碳(EOOC) 碳利用效率 碳库管理指数 

摘      要：作物秸秆的处理和循环利用已成为农业科研领域的热点。优化小麦-玉米周年秸秆管理，实现种植系统碳效率提高，促进小麦-玉米周年可持续生产。基于持续8a的秸秆还田长期定位试验，设立了麦-玉双季还田(WS-MS)和麦-玉单季还田(WS-MN)这两个处理，对比分析了WS-MS处理和WS-MN处理下秸秆还田量对土壤有机碳(TOC)含量、易氧化有机碳(EOOC)含量、土壤碳储量、碳库管理指数(CPMI)、碳利用效率和作物产量的影响。结果表明，WS-MS处理和WS-MN处理的TOC含量分别增加了8.1%和5.5%，WS-MS处理和WS-MN处理的EOOC含量分别增加了50.4%和45.5%；0～20 cm土层，WS-MS处理和WS-MN处理有机碳储量分别提升了20.5%和18.3%；但是WS-MS处理较WS-MN处理的提升皆不显著。WS-MS处理的碳库指数（CPI）、碳库活度（CPA）、碳库活度指数（CPAI）和CPMI较WS-MN处理分别高出3.7%、20.5%、2.2%和7.9%。对于产量而言，WS-MN处理的麦-玉周年产量较WS-MS处理高出0.2%，年均生产效率和生态效率分别较WS-MS处理显著高出136.1%和64.2%。WS-MN处理降低农田碳投入，导致其碳效益显著高于WS-MS处理。因此，从长期单双季秸秆还田下秸秆碳利用效率以及作物产量统筹考虑，麦-玉单季还田处理在不显著影响小麦-玉米周年籽粒产量及其土壤碳库的前提下，更适于黄淮海地区小麦-玉米一年两熟集约化种植的周年秸秆资源高效利用的管理方式。