带耕可增加寒冷地区土壤碳固定

耕作方式影响着农业的长期可持续发展。保护性耕作能够增加土壤孔隙，减少土壤侵蚀，节约成本，增加收益，然而，在不同的气候土壤条件下，保护性耕作的效益并不稳定。在冷湿气候区的细密土壤上，与翻耕（MP）相比，免耕（NT）往往会降低玉米的产量，增加土壤容重。与长期翻耕或免耕相比，带耕（ZT）仅仅对玉米苗带进行耕作（ZI），而垄间地带不进行耕作（ZO），能够增加作物产量，改善土壤质量。然而，带耕对于冷湿气候细密土壤的固碳能力和物理性状的影响，及土壤有机碳和物理性状在ZI和ZO间的空间分布尚未探明。

 

中科院东北地理与农业生态研究所黑土有机碳与保护性耕作学科组时秀焕博士研究生和杨学明研究员（客座）针对上述问题展开了研究。他们比较了加拿大安大略南部的粘质壤土在ZT, ZI, ZO, MP 和NT下的土壤有机碳（SOC）含量，土壤容重和土壤硬度。研究结果表明，与MP相比，NT造成了土壤有机碳的层化现象，表层(0–5 cm)土壤有机碳含量显著增加，而亚表层(10–30 cm)土壤有机碳含量减少。ZT土壤有机碳和全氮含量与NT接近，而在亚表层与MP接近。以等质量的土壤计算(4570 Mg ha−1)，ZT土壤有机碳储量(80.6 Mg C ha−1)与NT和MP相比分别增加了11.2%和12.5%。0-20cm土壤，ZI的土壤容重和硬度低于其他耕作处理，0-20cm的土壤含水量ZO与NT接近，均显著高于ZI和MP。带耕没有降低有机碳和全氮的层化率，但是ZI降低了土壤容重的层化率。他们认为：在寒冷湿润气候下的细密土壤上，与NT和MP相比，ZT有增加土壤碳固定和改善土壤性状的潜力。相关研究发表在《美国土壤学会期刊》（Soil Science Society of America Journal）上。（来源：中科院东北地理与农业生态研究所）