大气CO_(2)浓度升高背景下秸秆还田对小麦土壤氮矿化的影响

为探讨小麦土壤氮矿化对CO_(2)浓度升高、秸秆还田及其交互作用的响应,本研究利用人工控制气候室设置2种CO_(2)浓度处理CK(CO_(2)浓度为400μmol·mol^(−1))、EC(CO_(2)浓度为600μmol·mol^(−1)),3种秸秆处理:秸秆不还田(R)、秸秆掺入(I)、秸秆覆盖(M),测定小麦土壤理化性质、碳氮相关酶活性;通过为期35 d的室内培养试验,分析土壤硝态氮、铵态氮含量动态变化和净氮矿化速率等。结果表明,培养35 d后与秸秆不还田相比,两种秸秆还田方式均增加了土壤碳氮有效性,秸秆掺入和秸秆覆盖处理土壤净硝化速率在两种CO_(2)浓度处理下分别平均增加0.76和0.55 mg·kg^(-1)·d^(-1)。3种秸秆处理方式中,以秸秆掺入土壤净矿化速率最大;秸秆覆盖土壤净氨化速率较低,导致其净矿化速率低于秸秆掺入。与CK相比,CO_(2)浓度升高使土壤无机氮含量平均下降8.1%,土壤氮矿化量平均降低14.98 mg·kg^(-1)。与CK相比,CO_(2)浓度升高下秸秆还田使土壤无机氮含量增加74.2 mg·kg^(-1),主要是由于土壤硝态氮含量增加了73.8 mg·kg^(-1),导致土壤净硝化速率提高了0.57 mg·kg^(-1)·d^(-1);CO_(2)浓度升高下土壤净氨化速率整体下降,其中秸秆覆盖下降幅度较大,导致其净氮矿化速率低于CK。综上,CO_(2)浓度升高下秸秆还田增加了土壤氮的可利用性,其中秸秆覆盖提高了土壤氮固持能力,减少了氮素淋失,秸秆掺入增加了土壤氮矿化,可提供更多无机氮以供作物利用。本研究为未来气候变化背景下选择适宜秸秆还田措施以维持土壤供氮潜力提供了理论依据和技术支持。