【作者】 肖孔操； 刘杏梅； 吴建军； 汪海珍； 徐建明；

【Author】 Xiao Kongcao,Liu Xingmei,Wu Jianjun,Wang Haizhen,Xu Jianming~+ (Zhejiang Provincial Key Laboratory of Subtropical Soil and Plant Nutrition,Institute of Soil and Water Resources and Environmental Science, Zhejiang University,Hangzhou 310058,China)

【机构】 浙江大学土水资源与环境研究所,浙江省亚热带土壤与植物营养重点开放实验室；

【摘要】 土壤是全球陆地生态系统中最大的碳库载体,其碳贮存量是全球陆地植被碳库的2～3倍,是大气碳库的2倍多。土壤呼吸则是生态系统碳循环过程中的一个重要流通环节,同时也是导致土壤碳库向大气圈转移的主要驱动过程。据统计,全球每年以土壤呼吸的形式向大气排放CO₂的量为60～80Pg,为化石燃料燃烧释放CO₂量的12～16倍。由此可见,土壤作为大气CO₂主要的源和汇,在调控大气CO₂浓度与缓解全球气候变化中起着至关重要的作用。土壤呼吸包括3个生物学过程（即土壤动物呼吸、土壤微生物呼吸和植物根系呼吸）和一个非生物学过程（含碳矿物质的化学氧化过程）,其强弱变化受自然环境和人为活动等多种因素的共同影响,如植被、降水、温度、土壤pH、耕作方式、施肥及残茬管理等。长期以来,在众多影响土壤呼吸的自然因素当中,温度和水分一直是研究者们关注的焦点。土壤pH作为土壤重要的理化性质之一,同时也是影响土壤中微生物活性及许多生物地球化学过程的关键因子,其变化不可避免会对土壤呼吸作用造成深远影响,然而目前相关研究报道甚少。与此同时,由于作物秸秆还田不仅可以改良土壤结构,提高土壤肥力,同时也可以提高土壤有机碳含量,增加土壤固碳,一直以来在农业生产实践中被广为提倡,另一方面秸秆还田也为土壤动物、微生物等提供了丰富的食物与能量来源,从而大大促进土壤生物的增殖与活性提高。目前对于土壤呼吸作用的研究多集中在森林、草原等生态系统,对占全球陆地表面12%的农田生态系统研究较少。相比于前两者,农田生态系统具有人为扰动频繁,固碳潜力大等特点,因而深入探索农田土壤呼吸规律及农田管理措施对土壤呼吸动态的影响,有助于通过优化农田管理措施,实现农业固碳减排。本研究以浙江地区典型农业土壤类型黄斑田为供试土壤,原始土壤pH值为5.4（H₂O,1:2.5）,采用电流酸化处理方法将土壤pH值分别调节成pH3.8,pH4.2,pH4.7,pH5.4和pH6.5系列梯度。将土壤含水量调节至40%田间最大持水量,选取稻草,油菜以及紫云英等三种常见农田作物秸秆为添加材料（60℃烘干12小时,过1mm筛）进行室内恒温培养试验,碱液吸收法测定土壤呼吸。试验结果表明,与对照相比,添加植物残体后土壤呼吸速率显著提高,尤其是在植物残体分解初期。各不同植物添加处理土壤呼吸速率均在培养开始后1-3天内即达到最大,随后逐渐降低,但不同植物残体对土壤呼吸速率的影响作用存在明显差异。此外,土壤呼吸累积碳释放量也急剧增加,添加紫云英、油菜秸秆和稻草培养102天后CO₂累积释放量分别比对照处理高出534%、479%和359%。除了植物残体特性（可溶性碳含量,碳氮比）对土壤呼吸作用影响明显外,土壤pH也是影响土壤呼吸作用强弱的重要决定因素。土壤呼吸作用随着土壤pH值的降低而降低,这很可能与低pH值土壤环境下微生物活性受到抑制有关。更多还原

【Abstract】 A 102-day laboratory incubation study was conducted to investigate the effects of different plant residues incorporation and soil pH changes on the dynamics of soil respiration.Paleudalfs with an original pH of 5.4（H20,l:2.5）,which was a typical farmland soil in Zhejiang province,was collected and adjusted to pH3.8,pH4.2,pH4.7,pH5.4 and pH6.5,respectively.The results indicated that soil respiration dramatically increased by adding plant residues of Chinese milk vetch,rape straw and rice straw as compared to the control（no residue addition）,especially at the initial stage of incubation.Soil respiration rate under all treatment reached its peak within l-3days after the application of plant residues,and then gradually declined with time.Meanwhile,the total amounts of cumulative respired CO₂ in the treatments with Chinese milk vetch,rape straw and rice straw residues were 534%、479%and 359%higher than the control,respectively.In addition to the characteristics of plant residue（e.g.soluble carbon content,C/N ratio）,soil pH was another key factor affecting soil respiration.In the present study,it was observed that soil respiration reduced with decreasing soil pH,which most probably due to the inhibition of microbial activity under soil environment with low pH.更多还原