在喜马拉雅地区的软土（Mollisol）上，长期种植水稻和小麦的系统中，碳封存和矿化过程的动力学研究

《Plant and Soil》：Carbon sequestration and mineralization kinetics under long-term rice–wheat system in a Himalayan Mollisol

本研究评估喜马拉雅灰化土壤中NPKZnF、NPKF等管理措施对土壤有机碳（SOC）的影响，采集0-45 cm土层样本，发现NPKZnF和NPKF显著提高SOC含量（12.7 g/kg）、微生物生物量碳（590 μg/g）及酶活性（24.3 μg/g·h），固碳潜力达15.76 Mg C/ha，其温度敏感性（Q10）及矿化速率较低，表明这些措施可有效固碳并维持生态系统服务，适用于湿热地区。

　　

摘要

背景与目的

气候变化以及由此导致的温度和天气模式的改变，由于极端自然和/或人为活动的影响，扰乱了土壤系统中碳的吸收与流失之间的平衡。本研究旨在量化喜马拉雅地区莫利索尔（Mollisol）土壤中有机碳（SOC）的组成比例、碳封存潜力、通过矿化作用发生的碳损失，以及其对温度升高的敏感性。

方法

从三个连续的土层（0–15厘米、15–30厘米和30–45厘米）中采集土壤样本，这些样本来自一个为期38年的长期水稻-小麦种植实验的六个处理组，包括对照组、氮肥处理组（N）、氮磷钾复合肥处理组（NPK）、氮磷钾锌复合肥处理组（NPKZn）、氮磷钾锌复合肥加氟处理组（NPKZnF），并对各种与碳相关的土壤特性进行了分析。

结果

在所有土层中，氮磷钾锌复合肥处理组（NPKZnF）的有机碳（SOC）含量（12.7克/千克）、微生物生物量碳（590微克/克）、微生物商数（4.65%）和β-葡萄糖苷酶活性（24.3微克/克·小时）显著较高。氮磷钾锌复合肥处理组的碳封存潜力最高，达到15.76兆克碳/公顷。氮磷钾锌复合肥处理组在表层土壤中的温度敏感性（Q₁₀）比对照组高40%；然而，在下层土壤中，Q₁₀和活化能均有所下降。尽管如此，氮磷钾锌复合肥处理组和氮磷钾复合肥加氟处理组的呼吸商数和分解速率明显较低，这表明这些处理方式提高了微生物对碳的利用效率，并延长了碳在土壤中的滞留时间。

结论

研究表明，氮磷钾锌复合肥处理组（NPKZnF）和氮磷钾锌复合肥加氟处理组（NPKZnF）在维持土壤有机碳水平、增强微生物活性以及减缓有机碳流失方面具有显著潜力；因此，这些管理措施可被推荐用于喜马拉雅地区温暖潮湿地区的碳封存和生态系统服务维护。

背景与目的

气候变化以及由此导致的温度和天气模式的改变，由于极端自然和/或人为活动的影响，扰乱了土壤系统中碳的吸收与流失之间的平衡。本研究旨在量化喜马拉雅地区莫利索尔土壤中有机碳（SOC）的组成比例、碳封存潜力、通过矿化作用发生的碳损失，以及其对温度升高的敏感性。

方法

从三个连续的土层（0–15厘米、15–30厘米和30–45厘米）中采集土壤样本，这些样本来自一个为期38年的长期水稻-小麦种植实验的六个处理组，包括对照组、氮肥处理组（N）、氮磷钾复合肥处理组（NPK）、氮磷钾锌复合肥处理组（NPKZn）、氮磷钾锌复合肥加氟处理组（NPKZnF），并对各种与碳相关的土壤特性进行了分析。

结果

在所有土层中，氮磷钾锌复合肥处理组（NPKZnF）的有机碳（SOC）含量（12.7克/千克）、微生物生物量碳（590微克/克）、微生物商数（4.65%）和β-葡萄糖苷酶活性（24.3微克/克·小时）显著较高。氮磷钾锌复合肥处理组的碳封存潜力最高，达到15.76兆克碳/公顷。氮磷钾锌复合肥处理组在表层土壤中的温度敏感性（Q₁₀）比对照组高40%；然而，在下层土壤中，Q₁₀和活化能均有所下降。尽管如此，氮磷钾锌复合肥处理组和氮磷钾锌复合肥加氟处理组的呼吸商数和分解速率明显较低，这表明这些处理方式提高了微生物对碳的利用效率，并延长了碳在土壤中的滞留时间。

结论

研究表明，氮磷钾锌复合肥处理组（NPKZnF）和氮磷钾锌复合肥加氟处理组（NPKZnF）在维持土壤有机碳水平、增强微生物活性以及减缓有机碳流失方面具有显著潜力；因此，这些管理措施可被推荐用于喜马拉雅地区温暖潮湿地区的碳封存和生态系统服务维护。