外源水稻根系和茎叶碳氮在稻田土壤中释放的特征*

刘 晖，刘 杰，张玉玲，金鑫鑫，安 晶，范庆锋，虞 娜，邹洪涛

（沈阳农业大学土地与环境学院，农业农村部东北耕地保育重点实验室，土肥资源高效利用国家工程实验室，沈阳 110866）

我国农业生产中每年产生的秸秆总量约占世界总量的30%[1]。秸秆中含有较多新鲜的有机化合物，归还土壤后经微生物分解作用而产生 C、N、P、K等多种元素，从而可以提高土壤肥力[2-3]。当前，少部分秸秆还于土壤，多数秸秆通过燃烧等形式进行处理，浪费资源且也污染环境[4]。因此，秸秆还田是农业秸秆有效利用的重要途径。水稻的地上和地下生物量还田是水稻土有机碳的重要来源之一[5]，水稻秸秆在土壤中的腐解规律及其腐解率受还田天数、还田时期、还田深度、气候条件等因素影响[6-12]。秸秆在腐解过程中，有机化合物在微生物作用下矿化分解并不断释放碳、氮等矿质元素，当土壤温度较高时会加速秸秆的腐解及其碳氮矿化[13-14]，秸秆碳释放明显大于秸秆氮释放[15]。相同土壤环境条件下，还田8个月时，水稻根系中碳释放率明显低于茎叶中碳释放率[16]，但还田达2年时，水稻根系和茎叶中碳释放率相接近[17]。稳定同位素示踪技术可以深入研究外源有机碳氮在生态系统中的分解转化与循环规律[13-14，18]，Tang等[13]研究认为，利用土壤中δ13C计算的秸秆碳的分解率较传统差减法计算的分解率小。我国东北地区气候寒冷，稻田土壤休耕期长（10月中旬至次年5月中旬），水稻生长期短；水稻机械收割时秸秆直接粉碎还田是当前该地区水稻秸秆还田的重要方式。……