长期复种绿肥下光合碳在水稻-土壤系统中的分配与稳定

Distribution and Stabilization of Photosynthetic Carbon in Rice-soil System Under Long-term Multiple Cropping of Green Manure

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摘要冬季复种绿肥是我国南方稻区传统的培肥增产模式,探究长期冬种绿肥下光合碳在水稻-土壤系统中的分配规律,对深入解析稻田土壤碳循环、充分发挥绿肥的生态功能具有重要意义.基于稻-稻-绿肥复种长期定位试验(38 年),针对稻-稻-紫云英、稻-稻-油菜和稻-稻-休闲三种处理,采用 13C-CO2脉冲标记技术,研究长期冬季复种绿肥下光合碳在早稻季分蘖期水稻-土壤系统中的分配特征.结果表明,与冬季休闲处理相比,复种紫云英和油菜处理使早稻地上部 13C-光合碳积累量每穴分别增加19.9 mg和80.6 mg;复种紫云英处理使早稻地下部 13C-光合碳积累量每穴降低2.7 mg,而复种油菜处理对早稻地下部 13C-光合碳积累量无显著影响.同时,冬季复种紫云英和油菜减少了早稻 13C-光合碳向土壤的分配,积累量每穴分别降低 7.6 mg和7.8 mg;复种紫云英处理对水稻 13C-光合碳在土壤颗粒有机碳(POC)和矿物结合态有机碳的分配比例无显著影响,复种油菜处理促进了水稻 13C-光合碳向土壤POC中的分配,使 13C-POC的占比增加 35.3%.综上,长期复种绿肥促进了水稻分蘖期光合碳在水稻-土壤系统中的积累,与冬季休闲处理相比,冬季复种绿肥使光合碳在水稻-土壤系统中积累量增加3.7%～28.0%;增加了光合碳向水稻地上部的分配,减少了其向水稻地下部及土壤中的分配比例;且复种油菜处理减弱了土壤中水稻光合碳的稳定性;从增加有机碳总量和光合碳稳定性的角度可知,复种紫云英是相对较好的一种冬季复种绿肥模式.