生物炭对农田土壤-植物系统有机碳储量的影响

为探究生物炭对农田土壤有机碳储量以及作物固碳量的作用效应,在长江中下游地区地带性土壤黄棕壤上设置田间小区试验,采用玉米-小麦轮作方式,在不同生物炭用量[0.0 kg/(m2·a)-(CK)、0.5 kg/(m2·a)-(BC1)、4.5 kg/(m2· a)-(BC2)]条件下,对土壤有机碳含量、作物生物量、作物光合固碳量等指标进行了测定分析,并估算了试验条件下农田土壤-植物系统有机碳储量.结果表明:(1)在0～20cm土层,BC2处理两季玉米收获时的土壤有机碳储量(3.72和3.77 kg/m2)分别比CK处理增加18.93％和19.23％.小麦季BC2的土壤有机碳储量达3.43 kg/m2,也比CK增加了12.83％.BC1处理比CK虽有增加,但未形成显著差异.土壤有机碳含量是土壤有机碳储量增加的基础.(2)两季玉米收获时其BC1处理的单株固碳量未显著高于对照,BC2处理的玉米单株固碳量(80.06和80.69 g/株)则分别比对照提高6.46％和7.16％.在小麦季,2个生物炭处理的植株单株固碳量均高于对照,尤以BC2处理较为突出,其单株固碳量达到3.06 g/株,比对照显著提高16.17％.作物生物量对植株单株固碳量有显著贡献.(3)就土壤-植物系统有机碳储量而言,BC2处理下,在两季玉米收获时该值分别为4.42和4.50 kg/m2,显著高于CK处理,增幅达16.75％和17.09％.小麦季BC2处理的土壤-植物系统有机碳储量也达到了3.70 kg/m2,比CK显著提高13.07％.在三季作物中,土壤有机碳储量占整个土壤-植物系统有机碳储量的80％～93％,土壤是农田生态系统碳增汇的主要来源,减少土壤碳排放可以使整个农田生态系统固定更多的碳.