全 文 ：关中平原作物秸秆不同还田方式对土壤
有机碳和碳库管理指数的影响∗
李　 硕　 李有兵　 王淑娟　 师江澜　 田霄鸿∗∗
（西北农林科技大学资源环境学院 ／农业部西北植物营养与农业环境重点实验室， 陕西杨凌 ７１２１００）
摘　 要　 以关中平原持续 ４年的小麦、玉米（麦玉）秸秆还田中长期定位试验为基础，研究了
麦玉秸秆 ９种不同还田方式对土壤总有机碳（ＴＯＣ）、活性有机碳（ＬＯＣ）含量和活性有机碳分
配比例（ＬＯＣ ／ ＴＯＣ）、总有机碳储量（ＳＣＳ）及碳库管理指数（ＣＰＭＩ）的影响．结果表明： 麦玉秸
秆还田均可显著提高土壤（０ ～ ３０ ｃｍ）ＴＯＣ、ＬＯＣ 含量和 ＳＣＳ，且土壤有机碳主要集中于耕层
（０～２０ ｃｍ）；麦玉秸秆双季还田的 ＴＯＣ、ＬＯＣ含量和 ＳＣＳ显著高于单季还田和双季均不还田，
其中，与双季均不还田相比，小麦秸秆粉碎还田⁃玉米秸秆深松还田的 ＴＯＣ、ＬＯＣ 含量和 ＳＣＳ
提高幅度最显著．在 ０ ～ １０ 和 １０ ～ ２０ ｃｍ 土层中，小麦秸秆粉碎还田⁃玉米秸秆深松还田的
ＣＰＭＩ显著高于其他处理，其中，小麦秸秆粉碎还田较其不还田可使 ＣＰＭＩ 提高 １９． １％和
６７．９％，玉米秸秆深松还田较其不还田可提高 ２２．６％和 ３２．４％．相关性分析显示，ＣＰＭＩ较 ＬＯＣ ／
ＴＯＣ更能有效表征 ０～３０ ｃｍ土层土壤有机碳的固持和转化关系．从提高本地区土壤有机碳固
持量角度来看，小麦秸秆粉碎还田⁃玉米秸秆深松还田为最佳还田方式．
关键词　 秸秆还田； 土壤有机碳； 碳库管理指数； 碳储量
∗国家科技支撑计划项目（２０１２ＢＡＤ１４Ｂ１１）和国家自然科学基金项目（４１３７１２８８，３１０７１８６３）资助．
∗∗通讯作者． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｔｘｈｏｎｇ＠ ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ
２０１４⁃０４⁃０５收稿，２０１５⁃０１⁃２６接受．
文章编号　 １００１－９３３２（２０１５）０４－１２１５－０８　 中图分类号　 Ｓ１５８．３　 文献标识码　 Ａ
Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔｒａｗ⁃ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｒｅｇｉｍｅｓ ｏｎ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ａｎｄ ｃａｒｂｏｎ ｐｏｏｌ ｍａｎａｇｅ⁃
ｍｅｎｔ ｉｎｄｅｘ ｉｎ Ｇｕａｎｚｈｏｎｇ Ｐｌａｉｎ， Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｃｈｉｎａ． ＬＩ Ｓｈｕｏ， ＬＩ Ｙｏｕ⁃ｂｉｎｇ， ＷＡＮＧ Ｓｈｕ⁃ｊｕａｎ，
ＳＨＩ Ｊｉａｎｇ⁃ｌａｎ， ＴＩＡＮ Ｘｉａｏ⁃ｈｏｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｎａｔｕｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ａ＆Ｆ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ／ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ Ａｇｒｉ⁃ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｉｎ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｃｈｉｎａ， Ｍｉｎｉｓｔｒｙ
ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｙａｎｇｌｉｎｇ ７１２１００， Ｓｈａａｎｘｉ， Ｃｈｉｎａ） ． ⁃Ｃｈｉｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｅｃｏｌ．， ２０１５， ２６（４）： １２１５－
１２２２．
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａ ｆｏｕｒ⁃ｙｅａｒ （２００８－２０１２） ｆｉｅｌｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔｒａｗ⁃ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｒｅｇｉｍｅｓ ｏｎ ｓｏｉｌ ｔｏｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ （ＴＯＣ）， ｌａｂｉｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ （ＬＯＣ）
ａｎｄ ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ＬＯＣ ｔｏ ＴＯＣ （ＬＯＣ ／ ＴＯＣ） ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ＴＯＣ ｓｔｏｃｋ （ＳＣＳ） ａｎｄ ｓｏｉｌ ｃａｒｂｏｎ ｐｏｏｌ ｍａｎ⁃
ａｇｅｍｅｎｔ ｉｎｄｅｘ （ＣＰＭＩ） ｉｎ ａ ｆａｒｍｌａｎｄ ｗｉｔｈ ｍａｉｚｅ⁃ｗｈｅａｔ ｄｏｕｂｌｅ ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｇｕａｎｚｈｏｎｇ Ｐｌａｉｎ
ａｒｅａ， Ｓｈａａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｃｈｉｎａ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｓｏｉｌ ＴＯＣ ａｎｄ ＬＯＣ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ａｎｄ ＳＣＳ ｗｅｒｅ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｈｅｎ ｗｈｅａｔ ｏｒ ｍａｉｚｅ ｓｔｒａｗ ｗａｓ ｒｅｔｕｒｎｅｄ ｔｏ ｆｉｅｌｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｅｘｔｅｎｔ
ｓｈｏｗｅｄ ｔｈｅ ｒｉｓｉｎｇ ｏｒｄｅｒ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ： ｄｏｕｂｌｅ ｓｔｒａｗ⁃ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ＞ ｓｉｎｇｌｅ ｓｔｒａｗ⁃ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ＞ ｎｏ ｓｔｒａｗ⁃ｒｅｔｕｒ⁃
ｎｉｎｇ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｎｏ ｓｔｒａｗ ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ， ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ＴＯＣ ａｎｄ ＬＯＣ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ａｎｄ ＳＣＳ ｗａｓ
ｆｏｕｎｄ ｉｎ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｗｈｅａｔ ｓｔｒａｗ ｃｈｏｐｐｉｎｇ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｍａｉｚｅ ｓｔｒａｗ ｃｈｏｐｐｉｎｇ ｓｕｂ⁃
ｓｏｉｌｉｎｇ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ （ＷＣ⁃ＭＭ）， ａｎｄ ＣＰＭＩ ｏｆ ＷＣ⁃ＭＭ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｉｎ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｔｒｅａｔ⁃
ｍｅｎｔｓ ｉｎ ０－２０ ｃｍ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｎｏ ｗｈｅａｔ ｓｔｒａｗ ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ， ｓｏｉｌ ＣＰＭＩｓ ｉｎ ０－１０ ｃｍ ａｎｄ
１０－２０ ｃｍ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ １９．１％ ａｎｄ ６７．９％ ｆｏｒ ｔｈｅ ｗｈｅａｔ ｓｔｒａｗ ｃｈｏｐｐｉｎｇ ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｔｒｅａｔ⁃
ｍｅｎｔ， ａｎｄ ｂｙ ２２．６％ ａｎｄ ３２．４％ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａｉｚｅ ｓｔｒａｗ ｃｈｏｐｐｉｎｇ ｓｕｂｓｏｉｌｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｓｏｉｌ ＣＰＭＩ ｗａｓ ａ ｍｏｒｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ
ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｉｎ ０－３０ ｃｍ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ＬＯＣ ｔｏ ＴＯＣ． Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｔｈｕｓ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ
ｔｈａｔ ＷＣ⁃ＭＭ ｒｅｇｉｍｅ ｉｓ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｓｔｒａｗ⁃ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｒｅｇｉｍｅ ｆｏｒ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓｔｒａｗ⁃ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｔｏ ｆｉｅｌｄ； ｓｏｉｌ ｔｏｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ； ｃａｒｂｏｎ ｐｏｏｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎｄｅｘ； ｃａｒ⁃
ｂｏｎ ｓｔｏｃｋ．
应 用 生 态 学 报　 ２０１５年 ４月　 第 ２６卷　 第 ４期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ， Ａｐｒ． ２０１５， ２６（４）： １２１５－１２２２
　 　 作为土壤重要的有机组分，土壤总有机碳
（ＴＯＣ）已成为评价土壤质量不可或缺的指标之
一［１－３］ ．然而，土壤总有机碳含量及其储量（ＳＣＳ）是
作物残体及有机肥等有机物料输入与输出之间动态
平衡的结果，不能较好地反映土壤有机碳转化快慢
及土壤质量提高或降低的程度［４］ ．土壤有机碳的可
溶组分———活性有机碳（ＬＯＣ）在土壤中不稳定、易
氧化和分解矿化，对土壤碳素的转化起着重要作用，
并与土壤有效养分、物理性状及农业管理措施如秸
秆还田等密切相关，因此，ＬＯＣ 对土壤有机碳转化
和土壤质量的变化更为敏感［４－７］ ．同时，随着对土壤
有机碳转化的深入研究，为了反映活性有机碳对农
业管理措施的敏感性响应和土壤质量变化程度，活
性有机碳分配比例 （ ＬＯＣ ／ ＴＯＣ）和碳库管理指数
（ＣＰＭＩ）也逐渐被广大科技工作者所认可，前者指土
壤活性有机碳占土壤总有机碳的比例，后者指土壤
有机碳与对照土壤有机碳的比值乘以土壤有机碳库
活度指数的数值［２，５，８］ ．
近年来，在我国北方小麦⁃玉米（麦玉）一年两熟
区，传统农家肥施用量呈逐年下降趋势，而作物秸秆
还田已成为替代传统有机肥、提高粮田 ＴＯＣ 含量和
土壤肥力的一项重要管理措施．田慎重等［１］研究发
现，麦玉秸秆连续 ２ 年还田可显著提高小麦不同生
育期 ０～２０ ｃｍ土层 ＴＯＣ含量，且深松和旋耕处理的
０～１０ ｃｍ土层 ＴＯＣ含量显著高于翻耕，而在 １０ ～ ２０
ｃｍ土层却与此相反．杨敏芳等［４］在稻麦两熟体系中
也发现，秸秆还田各处理 ０ ～ ７ ｃｍ 土层 ＬＯＣ 含量表
现为翻耕低于旋耕，而在 ７～２１ ｃｍ土层则具有相反
的结果，且翻耕加稻麦双季秸秆均以还田处理的
ＴＯＣ含量最高．在玉米秸秆粉碎全量还田基础上，张
明园等［９］的模拟研究发现，在未来 １００年中，旋耕和
翻耕仅在前 １５ 年中 ＴＯＣ 增长迅速，而免耕却可持
续增加近 ４０年．秸秆还田对 ＴＯＣ含量影响的研究已
有很多，但主要集中于单作或复种连作体系（麦玉
两熟、稻麦多熟）中的单季秸秆还田［１－９］，而有关麦
玉两熟体系中两季秸秆均还田的研究相对较少，且
针对麦玉两季秸秆不同还田方式组合对农田土壤有
机碳固持效应的研究更为缺乏．为此，本研究基于连
续 ４年 ７季的麦玉秸秆还田定位试验，探讨麦玉秸
秆不同还田方式对农田 ＴＯＣ、ＬＯＣ 含量和 ＬＯＣ ／
ＴＯＣ、ＳＣＳ及 ＣＰＭＩ的影响，以期为该地区制定有利
于土壤碳固持和农业可持续发展的作物秸秆最佳还
田方式提供理论依据．
１　 研究地区与研究方法
１􀆰 １　 试验地概况
试验在位于关中平原腹地的西北农林科技大学
三原试验站秸秆还田中长期定位试验基地
（３４°３６′ Ｎ，１０８°５２′ Ｅ，海拔 ４２７．４ ｍ）进行．土壤类型
为褐土类塿土亚类红油土属，系统分类名为土垫旱
耕人为土，黄土母质．该试验区属典型暖温带半湿润
大陆性季风气候，年平均气温 １２． ９ ℃，日照时数
２０９６ ｈ，年均降水量 ５２７ ｍｍ，其中 ６０％～７０％的降水
集中在 ７—９月，无霜期 ２２０ ｄ左右．试验开始时土壤
耕层（０～２０ ｃｍ）有机碳 １０． ５７ ｇ·ｋｇ－１、全氮 ０􀆰 ６８
ｇ·ｋｇ－１、硝态氮 １３． ８７ ｍｇ · ｋｇ－１、铵态氮 １２􀆰 ９２
ｍｇ·ｋｇ－１、全磷 ０．６１ ｇ·ｋｇ－１、速效磷 ５２．６ ｍｇ·ｋｇ－１、
速效钾 １２２．８ ｍｇ·ｋｇ－１ ．
１􀆰 ２　 试验设计
试验在 ２００８—２０１２ 年期间进行，开始于 ２００８
年 ６ 月．实行冬小麦⁃夏玉米一年两熟制，玉米于每
年 ６月初播种，１０ 月初收获，品种为‘农华 ５０’；小
麦于每年 １０月初播种，次年 ６月初收获，品种为‘绵
阳 ２６’．小麦秸秆还田设置 ３ 种方式：高留茬全量还
田（ＷＨ）、粉碎全量还田（ＷＣ）和不还田（ＷＮ）；玉
米秸秆还田亦设置 ３种方式：深松全量还田（ＭＭ）、
旋耕全量还田（ＭＣ）和不还田（ＭＮ），田间操作措施
见表 １．因此，在一个轮作期内麦玉秸秆共有 ９ 种还
田方式组合，即 ＷＨ⁃ＭＭ、 ＷＨ⁃ＭＣ、 ＷＨ⁃ＭＮ、 ＷＣ⁃
ＭＭ、ＷＣ⁃ＭＣ、ＷＣ⁃ＭＮ、ＷＮ⁃ＭＭ、ＷＮ⁃ＭＣ、ＷＮ⁃ＭＮ．每
处理重复 ４次，小区面积为 ８３４ ｍ２（内起 ５ 畦，畦宽
０．５ ｍ，畦长 ５６ ｍ），为了便于机械化操作，田间排列
采用裂区设计中的条状设计．玉米播种时，为了促进
秸秆腐解，配施尿素（Ｎ ６７．５ ｋｇ·ｈｍ－２）和磷酸二铵
（Ｐ ２Ｏ５ ６７．５ ｋｇ·ｈｍ
－２）作为基肥，在喇叭口期追施尿
素 １次（Ｎ １２０ ｋｇ·ｈｍ－２）；小麦播种时，以尿素（Ｎ
１５０ ｋｇ·ｈｍ－２）和磷酸二铵（Ｐ ２Ｏ５ １１０ ｋｇ·ｈｍ
－２）作
为基肥，在整个生长季内不再追肥．在玉米出苗期、
拔节期、抽雄期，以及小麦出苗期、分蘖期、拔节期各
灌水 １ 次，每次灌水量约 ５０ ｍｍ，采用畦灌方式．在
玉米播种前施用农药“百菌灵”以预防病虫害侵袭；
在玉米 ５叶期用农药“锈去津”进行田间杂草控制．
各处理播种量、施肥量（氮、磷）及施肥时间、灌水、
病虫害防治等田间管理措施均保持一致，作物播种、
收获和秸秆还田过程均按照试验设计采用大型机械
化操作，除以上田间操作外，不再有任何田间耕作
措施．
６１２１ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
表 １　 试验设计
Ｔａｂｌｅ １　 Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
秸秆类型
Ｓｔｒａｗ ｔｙｐｅ
还田方式
Ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｗａｙ
田间操作
Ｆｉｅｌｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ
代码
Ｃｏｄｅ
小麦
Ｗｈｅａｔ
高留茬还田 Ｈｉｇｈ ｓｔｕｂｂｌｅ ｓｔｒａｗ ｍｕｌｃｈｉｎｇ ａｎｄ
ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｔｏ ｆｉｅｌｄ
机械化收获，留茬 ３５～４０ ｃｍ；集成式施肥、硬茬播种 ＷＨ
粉碎还田 Ｓｔｒａｗ ｃｈｏｐｐｉｎｇ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔ ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ
ｔｏ ｆｉｅｌｄ
机械化收获；将留茬秸秆粉碎旋入土壤（０ ～ １５ ｃｍ）；集成式施
肥、硬茬播种
ＷＣ
不还田 Ｎｏ ｓｔｒａｗ ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ 机械化收获，低留茬 ５ ～ １０ ｃｍ；将秸秆移出农田；集成式施肥、
硬茬播种
ＷＮ
玉米秸秆
Ｍａｉｚｅ
深松还田 Ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｔｏ ｆｉｅｌｄ ｗｉｔｈ ｓｕｂｓｏｉｌｉｎｇ 机械化收获，将留茬秸秆粉碎覆盖于土壤表面；在 ２００８ 和 ２０１０
年 １０月玉米收获后采用深耕机分别深耕 １次（３０ ｃｍ）；集成式
施肥、浅旋（１５ ｃｍ， １次）；播种
ＭＭ
旋耕还田 Ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｔｏ ｆｉｅｌｄ ｗｉｔｈ ｒｏｔａｒｙ ｔｉｌｌａｇｅ 机械化收获；集成式施肥、浅旋（１５ ｃｍ， ３次）；小麦播种方式同
上
ＭＣ
不还田 Ｎｏ ｓｔｒａｗ ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ 机械化收获；将秸秆移出农田；集成式施肥、浅旋（ １５ ｃｍ， ３
次）；播种
ＭＮ
１􀆰 ３　 测定项目及方法
１􀆰 ３􀆰 １分析方法　 ２００８年 １０月—２０１２年 ６月期间，
麦玉收获时随机采集麦玉地上部分秸秆，用于测定
作物地上部秸秆生物量和还田量，重复 ４次，其中小
麦秸秆采集样方面积为 ２ ｍ２（２ ｍ×１ ｍ），玉米秸秆
采集样方面积为 １０ ｍ２（１０ ｍ×１ ｍ）．
２０１２年 １０月玉米收获后，分 ３ 个层次（０ ～ １０、
１０～２０ 和 ２０ ～ ３０ ｃｍ）采集土样．用土钻在每个小区
内按 Ｓ型采集 １２ 个有代表性的土样，同层混合，作
为该小区混合样，装入灭菌自封袋．样品采回后，剔
除植物残体和其他杂物，置于阴凉通风处摊晾风干，
磨细，过 ０．１５ ｍｍ 筛备用．土壤容重采用环刀法测
定，土壤总有机碳采用重铬酸钾⁃外加热法［１０］测定，
活性有机碳采用 ＫＭｎＯ４氧化法［１１］测定．
１􀆰 ３􀆰 ２基本计算公式　 以麦玉秸秆均不还田处理的
各土层土壤作为参考土壤，则：
碳库 指 数 （ ＣＰＩ ） ＝ 样 品 总 有 机 碳 含 量
（ｇ·ｋｇ－１） ／参考处理土壤总有机碳含量（ｇ·ｋｇ－１）
碳库活度（Ａ）＝ 活性有机碳含量（ｇ·ｋｇ－１） ／非
活性有机碳含量（ｇ·ｋｇ－１）
碳库活度指数（ＡＩ）＝ 样品碳库活度 ／参考土壤
碳库活度
碳库管理指数（ＣＰＭＩ）＝ 碳库指数（ＣＰＩ） ×碳库
活度指数（ＡＩ）×１００
１􀆰 ４　 数据处理
采用 Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ ２００３软件对数据进行处理
和绘图，采用 ＤＰＳ ７．０５统计分析软件对数据进行差
异显著性检验（ＬＳＤ法，α＝ ０．０５）．
２　 结果与分析
２􀆰 １　 作物地上部秸秆生物总量和还田总量
２００８年 １０ 月—２０１２ 年 １０ 月期间各处理作物
地上部秸秆生物总量和还田总量如表 ２ 所示．ＷＣ⁃
ＭＭ的麦玉秸秆生物总量最高，ＷＮ⁃ＭＮ、ＷＣ⁃ＭＮ 的
玉米或小麦秸秆生物总量最低．小麦秸秆还田各处
理，粉碎还田的秸秆生物总量均最高，不还田最低，
表 ２　 不同秸秆还田处理地上部秸秆生物总量和还田总量
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｔｏｔａｌ ａｂｏｖｅ⁃ｇｒｏｕｎｄ ｂｉｏｍａｓｓ ａｎｄ ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｓｔｒａｗ ｂｉｏｍａｓｓ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔｒａｗ⁃ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｗａｙｓ （ｋｇ·ｈｍ－２）
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
生物总量 Ｔｏｔａｌ ｂｉｏｍａｓｓ
小麦秸秆
Ｗｈｅａｔ
ｓｔｒａｗ
玉米秸秆
Ｍａｉｚｅ
ｓｔｒａｗ
秸秆总量
Ｔｏｔａｌ ａｍｏｕｎｔ
ｏｆ ｓｔｒａｗ
还田总量 Ｓｔｒａｗ ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｂｉｏｍａｓｓ
小麦秸秆
Ｗｈｅａｔ
ｓｔｒａｗ
玉米秸秆
Ｍａｉｚｅ
ｓｔｒａｗ
秸秆总量
Ｔｏｔａｌ ａｍｏｕｎｔ
ｏｆ ｓｔｒａｗ
ＷＨ⁃ＭＭ ２８２１６ ２９９２８ ５８１４４ ２８２１６ ２９９２８ ５８１４４
ＷＨ⁃ＭＣ ２６７９５ ２８５６０ ５５３５５ ２６７９５ ２８５６０ ５５３５５
ＷＨ⁃ＭＮ ２３５１２ ２８２８０ ５１７９２ ２３５１２ － ２３５１２
ＷＣ⁃ＭＭ ２９６３２ ３１１４８ ６０７８０ ２９６３２ ３１１４８ ６０７８０
ＷＣ⁃ＭＣ ２７４６１ ３０２２６ ５７６８７ ２７４６１ ３０２２６ ５７６８７
ＷＣ⁃ＭＮ ２３２８８ ２６９２８ ５０２１６ ２３２８８ － ２３２８８
ＷＮ⁃ＭＭ ２６２９０ ２６８９２ ５３１８２ － ２６８９２ ２６８９２
ＷＮ⁃ＭＣ ２５６０６ ２７０８２ ５２６８９ － ２７０８２ ２７０８２
ＷＮ⁃ＭＮ ２３７０９ ２５５０５ ４９２１３ － － －
－ 小麦或玉米地上部秸秆被移除农田 Ｗｈｅａｔ ｏｒ ｍａｉｚｅ ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄ ｓｔｒａｗｓ ｗｅｒｅ ｒｅｍｏｖｅｄ ｆｒｏｍ ｆａｒｍｌａｎｄ．
７１２１４期　 　 　 　 　 　 　 李　 硕等： 关中平原作物秸秆不同还田方式对土壤有机碳和碳库管理指数的影响　 　 　
高留茬还田居中；玉米秸秆还田各处理，深松还田的
秸秆生物总量均最高，不还田最低．各处理作物地上
部秸秆还田总量表现为：ＷＣ⁃ＭＭ＞ＷＨ⁃ＭＭ＞ＷＣ⁃ＭＣ＞
ＷＨ⁃ＭＣ＞ＷＮ⁃ＭＣ＞ＷＮ⁃ＭＭ＞ＷＨ⁃ＭＮ＞ＷＣ⁃ＭＮ．
２􀆰 ２　 作物秸秆还田方式对土壤容重的影响
土壤容重（ＢＤ）的变化能够反映作物秸秆还田
对土壤物理特性的影响程度．由表 ３ 可以看出，麦玉
秸秆还田显著降低了 ０～２０ ｃｍ土层土壤容重，而对
２０～３０ ｃｍ 土层无显著影响．与麦玉秸秆均不还田
（ＷＮ⁃ＭＮ）相比，麦玉秸秆还田使 ０ ～ １０、１０ ～ ２０ 和
２０～３０ ｃｍ土层土壤容重分别降低了 ３．９％ ～１５．８％、
５．０％～１０．６％和 ０．８％～５．８％，其中，降幅最大的处理
均为小麦秸秆高留茬还田⁃玉米秸秆深松还田（ＷＨ⁃
ＭＭ），而小麦秸秆粉碎还田⁃玉米秸秆不还田（ＷＣ⁃
ＭＮ）降幅最小．就玉米秸秆还田而言，不还田土壤容
重最大，深松还田最小，与前者相比，后者各层降幅
分别为 ９．０％、５．３％和 ２􀆰 ３％，并在 ０ ～ １０ 和 １０ ～ ２０
ｃｍ土层达到显著性差异（Ｐ＜０．０５），这可能主要是
由耕作强度和秸秆还田量的不同造成的；就小麦秸
秆还田来说，不还田土壤容重最大，高留茬还田最
小，与前者相比，后者各层降幅分别为 ５．４％、３􀆰 ２％
和 ２􀆰 ９％，但各处理间无显著差异，这是因为小麦秸
秆还田过程中土壤扰动较小，其土壤较为紧实，导致
土壤容重偏大．
２􀆰 ３　 作物秸秆还田方式对土壤总有机碳的影响
由表 ４ 可知，麦玉秸秆不同还田方式下的土壤
总有机碳（ＴＯＣ）含量均随土层深度增加而降低．在
０～１０和 １０ ～ ２０ ｃｍ 土层各处理 ＴＯＣ 含量变化趋势
一致，均表现为双季均还田＞玉米秸秆单季还田＞小
麦秸秆单季还田＞均不还田．其中，小麦秸秆粉碎还
表 ３　 作物秸秆还田方式对土壤容重的影响
Ｔａｂｌｅ ３　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｒｏｐ ｓｔｒａｗ ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｗａｙｓ ｏｎ ｓｏｉｌ ｂｕｌｋ
ｄｅｎｓｉｔｙ （ｇ·ｃｍ－３）
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
土层 Ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒ （ｃｍ）
０～１０ １０～２０ ２０～３０
ＷＨ⁃ＭＭ １．０５ｃ １．４１ｂ １．５３ａ
ＷＨ⁃ＭＣ １．０９ｂｃ １．４８ａｂ １．５４ａ
ＷＨ⁃ＭＮ １．２０ａｂ １．４９ａｂ １．５７ａ
ＷＣ⁃ＭＭ １．１４ａｂｃ １．４４ｂ １．５９ａ
ＷＣ⁃ＭＣ １．１８ａｂｃ １．４８ａｂ １．６０ａ
ＷＣ⁃ＭＮ １．２０ａｂ １．５０ａｂ １．６２ａ
ＷＮ⁃ＭＭ １．１２ｂｃ １．４８ａｂ １．５７ａ
ＷＮ⁃ＭＣ １．１６ａｂｃ １．４７ａｂ １．５９ａ
ＷＮ⁃ＭＮ １．２５ａ １．５８ａ １．６３ａ
不同小写字母表示相同土壤层次不同作物秸秆还田方式间差异显著
（Ｐ＜０．０５） Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｍａｌｌ ｌｅｔｔｅｒｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｍｏｎｇ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ａｔ ０．０５ ｌｅｖｅｌ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒ． 下同 Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ．
田⁃玉米秸秆深松还田（ＷＣ⁃ＭＭ）的 ＴＯＣ 含量最高，
与ＷＮ⁃ＭＮ相比，其增幅可达 ２０．０％和 １３．３％；小麦
秸秆粉碎还田和高留茬还田的 ＴＯＣ 含量均高于其
不还田处理，其增幅分别为 ６．６％、２．４％（０ ～ １０ ｃｍ）
和 ６．９％、１．６％（１０～２０ ｃｍ）；玉米秸秆深松还田和旋
耕还田的 ＴＯＣ 含量较其不还田处理分别增加
１４􀆰 ９％、１４．３％ （０ ～ １０ ｃｍ）和 ５． ８％、３． ４％ （１０ ～ ２０
ｃｍ）．在 ２０ ～ ３０ ｃｍ 土层，小麦秸秆不还田⁃玉米秸秆
深松还田（ＷＮ⁃ＭＭ）的 ＴＯＣ 含量最高，小麦秸秆高
留茬还田⁃玉米秸秆不还田（ＷＮ⁃ＭＭ）的 ＴＯＣ 含量
最低，而其他各处理之间差异不显著；小麦秸秆各还
田方式的 ＴＯＣ含量与 ０ ～ ２０ ｃｍ 土层之间存在较大
差异，其中不还田最高，高留茬还田最低，而玉米秸
秆各还田方式的 ＴＯＣ 含量与 ０ ～ ２０ ｃｍ 土层大致相
似，但不存在显著性差异．就 ０ ～ ３０ ｃｍ 土层而言，各
处理对 ＴＯＣ含量的影响与 ０～２０ ｃｍ土层大致相似，
ＷＮ⁃ＭＮ处理的 ＴＯＣ 含量最低，而 ＷＣ⁃ＭＭ 处理的
ＴＯＣ含量最高，且小麦秸秆粉碎还田的 ＴＯＣ 含量均
高于其他两种还田方式，玉米秸秆深松还田、旋耕还
田和不还田的 ＴＯＣ含量依次显著降低．
各处理对 ０～３０ ｃｍ各层土壤碳储量（ＳＣＳ）的影
响与 ＢＤ、ＴＯＣ 有所差异（表 ３，表 ４）．与 ＷＮ⁃ＭＮ 相
比，小麦秸秆粉碎还田显著提高了 ０～ １０ ｃｍ 土层的
ＳＣＳ，其中 ＷＣ⁃ＭＭ年相对增幅可达 ２．２％，而小麦秸
秆高留茬还田却有所降低；１０ ～ ２０ ｃｍ 土层中，除
ＷＮ⁃ＭＣ外，其他处理均有所提高，其中小麦秸秆粉
碎还田的年相对增幅高达 ２．６％；２０～３０ ｃｍ土层中，
小麦秸秆高留茬还田和粉碎还田的 ＳＣＳ 均有所降
低，且 ＷＨ⁃ＭＮ 降幅可达 ２．０％．就 ０ ～ ３０ ｃｍ 土层而
言，小麦秸秆粉碎还田的 ＳＣＳ 有所提高，且 ＷＣ⁃ＭＭ
增幅最高，达 １．５％，而小麦秸秆高留茬还田的 ＳＣＳ
却略有降低．
２􀆰 ４　 作物秸秆还田方式对土壤活性有机碳和碳库
管理指数的影响
与 ＷＮ⁃ＭＮ 相比，连续 ４ 年 ７ 季秸秆还田均可
显著提高 ０～ ２０ ｃｍ 土层土壤活性有机碳（ＬＯＣ）含
量，与 ＴＯＣ变化趋势一致（表 ５）．在 ０～１０ ｃｍ土层，
ＷＣ⁃ＭＭ处理的 ＬＯＣ 含量最高，增幅达 ５７． ８％；在
１０～２０ ｃｍ土层， ＷＨ⁃ＭＭ和 ＷＣ⁃ＭＭ处理的 ＬＯＣ含
量最高，其增幅分别为 １１０．２％和 １０６．８％．在 ０ ～ ２０
ｃｍ土层中，与 ＷＮ相比，小麦秸秆高留茬还田、粉碎
还田处理的 ＬＯＣ 含量均显著增加，其增幅分别为
８􀆰 ２％、１７．８％（０ ～ １０ ｃｍ）和 ３８．９％、５６．６％（１０ ～ ２０
ｃｍ）；在 ２０～３０ ｃｍ土层中，与ＷＮ相比，小麦秸秆粉
８１２１ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
碎还田的 ＬＯＣ含量增幅为 ２１．３％，而高留茬还田却
存在显著降低趋势，其降幅高达 １４．９％；就 ０～３０ ｃｍ
土层而言，小麦秸秆高留茬还田、粉碎还田的 ＬＯＣ
含量平均增幅分别为 １０．８％和 ２８．１％．与 ＭＮ 相比，
玉米秸秆深松还田的各土层 ＬＯＣ 含量平均增幅为
２５．４％，而其旋耕还田的平均增幅为 １５．９％．这说明
在 ０～３０ ｃｍ土层，小麦秸秆粉碎还田⁃玉米秸秆深松
还田更有利于土壤有机碳活性组分的形成．
秸秆还田对土壤活性有机碳分配比例（ ＬＯＣ ／
ＴＯＣ）的影响与 ＬＯＣ有所不同（表 ５）．在 ０～１０ ｃｍ土
层，ＷＮ⁃ＭＭ 的 ＬＯＣ ／ ＴＯＣ 最高，其次为 ＷＣ⁃ＭＮ，两
者之间无显著差异；在 １０ ～ ２０ ｃｍ 土层，ＷＨ⁃ＭＭ 的
ＬＯＣ ／ ＴＯＣ最高，其次为 ＷＣ⁃ＭＭ 和 ＷＣ⁃ＭＣ；在 ２０ ～
３０ ｃｍ土层，ＷＣ⁃ＭＣ 和 ＷＣ⁃ＭＭ 最高．与 ＷＮ⁃ＭＮ 相
比，ＬＯＣ ／ ＴＯＣ增加量均比 ＬＯＣ 含量相应增加量小，
因此，在本研究中，ＬＯＣ ／ ＴＯＣ 不利于表征土壤有机
碳转化状况．
以 ＷＮ⁃ＭＮ 各土层土壤分别作为参考土壤，麦
玉秸秆各还田方式的碳库管理指数（ＣＰＭＩ）见表 ５．
在 ０～ ２０ ｃｍ 土层，ＷＣ⁃ＭＭ 的 ＣＰＭＩ 均显著高于其
他处理．就小麦秸秆还田而言，各土层 ＣＰＭＩ 均以小
麦秸秆粉碎还田最高，粉碎还田和高留茬还田较不
还田可使 ＣＰＭＩ 显著提高 １９．１％、８．８％（０ ～ １０ ｃｍ）
和 ６７．９％、４７．２％（１０ ～ ２０ ｃｍ），而高留茬还田却使
２０～３０ ｃｍ土层 ＣＰＭＩ降低 １５．９％；就玉米秸秆还田
而言，各土层 ＣＰＭＩ均表现为深松还田＞旋耕还田＞
不还田，且深松还田和旋耕还田较不还田可使 ＣＰＭＩ
提高 ２２．６％、１７．０％（０～ １０ ｃｍ），３２．４％、２２．０％（１０ ～
２０ ｃｍ）和 ３９．３％、１６．０％（２０～３０ ｃｍ）．说明在关中灌
区麦玉一年两熟体系下，小麦秸秆粉碎还田⁃玉米秸
秆深松还田能够最大程度提高土壤碳库管理指数，
有利于土壤有机碳的固持．
２􀆰 ５　 秸秆还田总量与土壤有机碳含量间的关系
作物秸秆还田总量与土壤有机碳的相关性如表
６所示．０～１０ ｃｍ土层，秸秆还田量（ＳＲＡ）与 ＴＯＣ 极
显著相关，与 ＬＯＣ和 ＣＰＭＩ显著相关，ＢＤ与 ＴＯＣ 显
著负相关；ＬＯＣ ／ ＴＯＣ 与 ＬＯＣ 和 ＣＰＭＩ 极显著相关；
ＣＰＭＩ与 ＴＯＣ、ＬＯＣ和 ＬＯＣ ／ ＴＯＣ之间以及 ０ ～ １０ ｃｍ
土层有机碳储量（ＳＣＳ０～１０ ｃｍ）与 ０ ～ ３０ ｃｍ 土层有机
碳储量（ＳＣＳ０～３０ ｃｍ）之间均具有极显著相关性．１０ ～
２０ ｃｍ 土层，ＳＲＡ 与 ＴＯＣ、ＬＯＣ、ＬＯＣ ／ ＴＯＣ 及 ＣＰＭＩ
呈极显著相关，ＢＤ与大部分指标均呈显著或极显著
表 ４　 作物秸秆还田方式对土壤有机碳的影响
Ｔａｂｌｅ ４　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｒｏｐ ｓｔｒａｗ ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｗａｙｓ ｏｎ ｓｏｉｌ ｔｏｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
ＴＯＣ （ｇ·ｋｇ－１）
０～１０ ｃｍ １０～２０ ｃｍ ２０～３０ ｃｍ
ＳＣＳ （１０３ ｋｇ·ｈｍ－２）
０～１０ ｃｍ １０～２０ ｃｍ ２０～３０ ｃｍ ０～３０ ｃｍ
ＷＨ⁃ＭＭ １４．７６ｂ ８．７２ａｂｃ ５．６８ａｂ １５．５３ｅ １２．４５ｂ ８．７０ｂ ３６．６８ｃ
ＷＨ⁃ＭＣ １４．３９ｂｃ ８．２６ｄｅ ５．５５ｂ １５．６２ｅ １２．４５ｂ ８．５６ｂ ３６．６３ｃ
ＷＨ⁃ＭＮ １３．１３ｅ ８．２０ｄｅ ５．３８ｂ １５．７６ｅ １２．６９ａｂ ８．４３ｂ ３６．８９ｃ
ＷＣ⁃ＭＭ １５．３４ａ ９．１１ａ ５．７８ａｂ １７．５４ａ １３．１９ａ ９．２２ａｂ ３９．９５ａ
ＷＣ⁃ＭＣ １４．５９ｂｃ ８．８８ａｂ ５．７１ａｂ １７．１７ａｂ １３．２０ａ ９．１５ａｂ ３９．５２ａ
ＷＣ⁃ＭＮ １４．０６ｃｄ ８．４９ｂｃｄ ５．５２ｂ １６．９０ｂｃ １３．００ａｂ ８．９２ａｂ ３８．８１ａｂ
ＷＮ⁃ＭＭ １４．６７ｂ ８．３２ｃｄｅ ６．２２ａ １６．４９ｃｄ １１．７４ｃ ９．７１ａ ３８．００ｂｃ
ＷＮ⁃ＭＣ １３．８２ｄ ８．４２ｃｄｅ ５．８５ａｂ １６．００ｄｅ １１．４０ｃ ９．２３ａｂ ３６．６７ｃ
ＷＮ⁃ＭＮ １２．７８ｅ ８．０４ｅ ５．７０ａｂ １５．９８ｄｅ １１．７４ｃ ９．２４ａｂ ３６．９７ｃ
ＴＯＣ： 土壤总有机碳 Ｓｏｉｌ ｔｏｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ； ＳＣＳ：碳储量 ＴＯＣ ｓｔｏｃｋ．下同 Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ．
表 ５　 作物秸秆还田方式对土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响
Ｔａｂｌｅ ５　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｒｏｐ ｓｔｒａｗ ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｗａｙｓ ｏｎ ｌａｂｉｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ａｎｄ ｃａｒｂｏｎ ｐｏｏｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎｄｅｘ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
ＬＯＣ （ｇ·ｋｇ－１）
０～１０ ｃｍ １０～２０ ｃｍ ２０～３０ ｃｍ
ＬＯＣ ／ ＴＯＣ （％）
０～１０ ｃｍ １０～２０ ｃｍ ２０～３０ ｃｍ
ＣＰＭＩ
０～１０ ｃｍ １０～２０ ｃｍ ２０～３０ ｃｍ
ＷＨ⁃ＭＭ ２．１６ｃ １．８５ａ １．０１ｂｃ １４．６ｃｄ ２１．３ａ １７．８ｂｃ １．３４ｄ ２．３８ａ １．３０ｂｃ
ＷＨ⁃ＭＣ ２．４４ａｂ １．５４ｂ ０．７４ｄｅ １６．９ａｂ １８．７ｂ １３．４ｄｅ １．５５ａｂｃ １．９１ｂ ０．９０ｄｅ
ＷＨ⁃ＭＮ ２．１６ｃ １．３１ｃ ０．６６ｅ １６．５ａｂｃ １５．９ｃ １２．３ｅ １．３７ｃｄ １．５７ｃ ０．７９ｅ
ＷＣ⁃ＭＭ ２．６２ａ １．８２ａ １．２０ａ １７．１ａ ２０．０ａｂ ２０．８ａ １．６７ａ ２．３０ａ １．６０ａ
ＷＣ⁃ＭＣ ２．４８ａｂ １．８１ａ １．１９ａｂ １７．０ａｂ ２０．４ａｂ ２０．９ａ １．５８ａｂ ２．２９ａ １．５９ａ
ＷＣ⁃ＭＮ ２．２４ｂｃ １．６７ａｂ １．０１ｂｃ １６．０ａｂｃ １９．６ａｂ １８．５ａｂ １．４１ｂｃｄ ２．０９ａｂ １．３２ａｂｃ
ＷＮ⁃ＭＭ ２．５４ａ １．２６ｃ １．１１ａｂ １７．３ａ １５．２ｃ １７．９ｂｃ １．６２ａ １．４９ｃ １．４４ａｂ
ＷＮ⁃ＭＣ ２．０７ｃ １．２５ｃ ０．９０ｃｄ １５．０ｂｃ １４．９ｃ １５．５ｃｄ １．２９ｄ １．４８ｃ １．１３ｃｄ
ＷＮ⁃ＭＮ １．６４ｄ ０．８８ｄ ０．８１ｄｅ １２．９ｄ １１．０ｄ １４．３ｄｅ １．００ｅ １．００ｄ １．００ｄｅ
ＬＯＣ： 活性有机碳 Ｌａｂｉｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ； ＣＰＭＩ： 碳库管理指数 Ｃａｒｂｏｎ ｐｏｏｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎｄｅｘ． 下同 Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ．
９１２１４期　 　 　 　 　 　 　 李　 硕等： 关中平原作物秸秆不同还田方式对土壤有机碳和碳库管理指数的影响　 　 　
表 ６　 作物地上部秸秆还田量与土壤有机碳相关指标之间的相关系数
Ｔａｂｌｅ ６　 Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｆ ｃｒｏｐ ａｂｏｖｅ⁃ｇｒｏｕｎｄ ｓｔｒａｗ ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｂｉｏｍａｓｓ ａｎｄ ｒｅｌａｔｅｄ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ
土层
Ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒ （ｃｍ）
指标　 　
Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ　 　
ＳＲＡ ＢＤ ＴＯＣ ＬＯＣ ＬＯＣ ／ ＴＯＣ ＳＣＳ ＳＣＳ０～３０ ｃｍ
０～１０ ＢＤ －０．７２∗
ＴＯＣ ０．８４∗∗ －０．７１∗
ＬＯＣ ０．７３∗ －０．５１ ０．８５∗∗
ＬＯＣ ／ ＴＯＣ ０．５４ －０．３１ ０．６１ ０．９４∗∗
ＳＣＳ０～１０ ｃｍ ０．２５ ０．２６ ０．５０ ０．５４ ０．４７
ＳＣＳ０～３０ ｃｍ ０．３５ ０．１８ ０．５５ ０．６０ ０．５２ ０．９８∗∗
ＣＰＭＩ ０．７１∗ －０．４９ ０．８２∗∗ １．００∗∗ ０．９５∗∗ ０．５４ ０．６０
１０～２０ ＢＤ －０．８１∗∗
ＴＯＣ ０．７８∗∗ －０．６９∗
ＬＯＣ ０．８７∗∗ －０．７７∗∗ ０．８５∗∗
ＬＯＣ ／ ＴＯＣ ０．８６∗∗ －０．７７∗∗ ０．７７∗∗ ０．９９∗∗
ＳＣＳ１０～２０ ｃｍ ０．５７ －０．３１ ０．６４∗ ０．７８∗∗ ０．７６∗
ＳＣＳ０～３０ ｃｍ ０．３５ －０．１４ ０．７３∗ ０．５３ ０．４５ ０．６８∗
ＣＰＭＩ ０．８７∗∗ －０．７７∗∗ ０．８４∗∗ １．００∗∗ ０．９９∗∗ ０．７７∗∗ ０．５２
２０～３０ ＢＤ －０．５７
ＴＯＣ －０．０２ －０．０２
ＬＯＣ ０．４６ ０．１８ ０．５６
ＬＯＣ ／ ＴＯＣ ０．５ ０．２２ ０．４ ０．９８∗∗
ＳＣＳ２０～３０ ｃｍ －０．２４ ０．４ ０．９１∗∗ ０．６１ ０．４７
ＳＣＳ０～３０ ｃｍ ０．３５ ０．４７ ０．１７ ０．８０∗∗ ０．８５∗∗ ０．３７
ＣＰＭＩ ０．４７ ０．１９ ０．５３ １．００∗∗ ０．９９∗∗ ０．５８ ０．８２∗∗
ＳＲＡ： 秸秆还田量 Ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｓｔｒａｗ ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｂｉｏｍａｓｓ； ＢＤ： 容重 Ｓｏｉｌ ｂｕｌｋ ｄｅｎｓｉｔｙ． ｎ＝ ３６． ∗ Ｐ＜０．０５； ∗∗ Ｐ＜０．０１．
负相关（除碳储量外）；ＬＯＣ ／ ＴＯＣ 和 ＣＰＭＩ 与土壤有
机碳各指标（除 ＳＣＳ０～３０ ｃｍ外）之间均存在极显著相
关，且 ＣＰＭＩ 与各指标的相关程度均较 ＬＯＣ ／ ＴＯＣ
高；ＳＣＳ１０～２０ ｃｍ与 ＳＣＳ０～３０ ｃｍ极显著相关．２０ ～ ３０ ｃｍ 土
层，ＳＲＡ和 ＢＤ与土壤有机碳各指标之间均不存在
显著相关性，且 ２０ ～ ３０ ｃｍ 土层有机碳储量
（ＳＣＳ２０～３０ ｃｍ ） 与 ＳＣＳ０～３０ ｃｍ 之间也无显著相关性，
ＬＯＣ ／ ＴＯＣ和 ＣＰＭＩ均与 ＬＯＣ、ＳＣＳ０～３０ ｃｍ极显著相关，
且 ＣＰＭＩ 与 ＬＯＣ 的相关程度高达 １００％．可见，ＳＲＡ
和 ＢＤ主要影响 ０ ～ １０ 和 １０ ～ ２０ ｃｍ 土层有机碳的
存储和转化，且 ０～３０ ｃｍ土层的有机碳主要集中于
０～ ２０ ｃｍ 土层；ＣＰＭＩ 较 ＬＯＣ ／ ＴＯＣ 更能有效表征
０～３０ ｃｍ土层土壤有机碳的存储和转化关系．
３　 讨　 　 论
３􀆰 １　 作物秸秆还田总量和土壤有机碳含量间的
关系
农田土壤碳循环主要取决于有机物料的输入
（作物残体、土壤生物残体和根际分泌物等）与输出
（作物收获携出、有机物料降解和土壤碳淋溶等）的
平衡，其在自然因素和农业管理措施作用下处在动
态变化中，而在麦玉轮作制中对其影响最显著的是
秸秆还田量、还田秸秆种类和还田方式［７］ ．秸秆还田
可提高土壤有机物质的输入，降低土壤有机碳的矿
化，最终提高 ＴＯＣ 含量，并将农业土壤转变成大气
ＣＯ２的“汇” ［８
－９］ ．然而，由于土壤质地、肥力、水分和
气候等因素的影响，土壤有机碳的转化因地而异．Ｘｕ
等［７］研究表明，在东北平原连续 １０年玉米秸秆全量
或半量单季还田可显著提高 ＴＯＣ含量，且 ＳＣＳ 相应
增加 ８．２ 和 １３．６ Ｍｇ Ｃ·ｈｍ－２；路文涛等［１２］研究表
明，谷子、玉米秸秆连续 ３ 年高、中和低量还田可显
著提高 ＴＯＣ 含量 ７．０％ ～ ２３．０％；同时，随着玉米秸
秆还田量的增加，ＴＯＣ 含量也逐渐增加，且在灌区
玉米秸秆还田量小于 ９０００ ｋｇ·ｈｍ－２时，还田玉米秸
秆每增加 １０００ ｋｇ·ｈｍ－２， ＴＯＣ 含量可增加 ０． ０４
ｇ·ｋｇ－１ ［１３－１４］ ．然而，也有研究表明，秸秆还田亦可降
低 ＴＯＣ含量［１５－１６］，其中，Ｗａｎｇ等［１６］研究发现，麦玉
秸秆全量还田配合深松（２０ ～ ２５ ｃｍ）可使 ０ ～ ２０ ｃｍ
土层 ＴＯＣ含量降低 １９．７％．因此，只有在土壤有机碳
尚未达到饱和时，秸秆还田才可有效提高 ＴＯＣ 含
量［１７］ ．本研究认为，在关中平原麦玉轮作灌区，连续
４年 ７季麦玉秸秆还田的 ＴＯＣ含量和 ＳＣＳ均较麦玉
秸秆不还田处理有显著提高，且麦玉秸秆均还田的
ＴＯＣ含量显著高于麦玉秸秆单季还田；秸秆还田量
与土壤 ０～１０、１０～２０ ｃｍ土层 ＴＯＣ 含量均呈显著正
相关关系，这表明关中灌区农田土壤有机碳尚未饱
０２２１ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
和，改善土壤管理措施，如作物秸秆还田，以及提高
秸秆还田量仍可有效提高 ＴＯＣ含量．
玉米秸秆单季还田，特别是玉米秸秆深松还田
处理，可使 ＴＯＣ 含量高于小麦秸秆单季还田，特别
是小麦秸秆高留茬处理，这可能与秸秆还田量和还
田方式有关．玉米秸秆单季年均还田量较小麦可多
８９７ ｋｇ·ｈｍ－２，且农田环境（土壤容重和农田小气候
等）因还田方式的不同而有所不同［１８］ ．在本研究中，
玉米秸秆深松还田、旋耕还田、不还田处理的 ＴＯＣ
含量和 ＳＣＳ 依次降低，且主要影响 ０ ～ ２０ ｃｍ 土层
（耕层）ＴＯＣ含量，与秸秆还田总量趋势一致，然而，
前两者还田总量为后者的 ３ 倍，远高于 ＳＯＣ 含量或
ＳＣＳ的相差量，其原因可能为：旋耕和灌溉措施使玉
米秸秆与土壤颗粒密切接触，有效提高土壤微生物
活性，加快了玉米秸秆的降解和土壤 ＣＯ２的排放，导
致土壤 ＳＯＣ 含量或 ＳＣＳ 的增幅远小于其还田总
量［１９］ ．因此，土壤有机碳的固持不仅与秸秆还田量
有关，更与土壤环境条件相关［２０－２１］ ．小麦秸秆还田
对 ＴＯＣ含量和 ＳＣＳ 的影响与玉米秸秆还田有所差
异，其表现为小麦秸秆粉碎还田最高，不还田次之，
而高留茬还田最低，其原因有以下几点：与高留茬还
田和不还田相比，粉碎还田的秸秆还田量最高，且粉
碎还田通过旋耕将小麦秸秆混入 ０～ １５ ｃｍ 土层，经
灌溉可使小麦秸秆与土壤颗粒接触更为密切，从而
促使土壤团聚体的形成，有利于有机碳的固
持［１６，２２］；与高留茬还田相比，不还田处理的田间机
械化操作较多，土壤容重和紧实度增大，可进一步增
加 ＳＣＳ［２３］；高留茬还田的小麦秸秆在较长时间内
（１００ ｄ 左右）不能与土壤充分接触，只能经风化等
物理过程进行初步降解，而当其混入土壤后却可被
土壤微生物快速降解，并能刺激玉米秸秆降解，降低
土壤对有机碳的固持效果［２０］ ．因此，就本研究而言，
玉米秸秆深松还田⁃小麦秸秆粉碎还田的土壤有机
碳固持效果最佳．
秸秆还田量与 ２０～３０ ｃｍ土层 ＴＯＣ 含量和 ＳＣＳ
具有一定程度的负相关性，且各土层 ＳＣＳ 与 ０ ～ ３０
ｃｍ土层 ＳＣＳ的相关性随土壤层次的加深而逐渐降
低，这与田慎重等［１］、Ｍｏｒａｅｓ 等［２４］的研究结果一致．
秸秆还田通过改善农田土壤条件，刺激作物生长，增
加作物根系生物量及其分泌物的含量，从而对深层
（＞２０ ｃｍ）ＴＯＣ 含量也有所影响，因此，有必要针对
麦玉不同还田方式进行深层土壤（ ＞２０ ｃｍ）有机碳
动态变化的研究［１４，２４－２５］ ．
３􀆰 ２　 秸秆还田对土壤活性有机碳及碳库管理指数
的影响
土壤活性有机碳含量、分配比例和土壤碳库管
理指数均能够快速、敏感地反映出土壤有机碳的转
化状况，其值越高，土壤有机碳转化越快［２，１２，２６］ ．本
研究中，麦玉秸秆还田既能增加土壤有机物料的含
量，又能改善土壤水、热、气等条件，并能促进土壤微
生物的繁殖和秸秆的降解，最终显著提高耕层土壤
（０～２０ ｃｍ）ＬＯＣ 含量、ＬＯＣ ／ ＴＯＣ 和 ＣＰＭＩ，这与 ０ ～
２０ ｃｍ土层 ＴＯＣ含量的增加趋势一致．然而，在小麦
秸秆高留茬还田中，特别是其与玉米秸秆旋耕还田
或不还田相结合的处理中，２０ ～ ３０ ｃｍ 土层的 ＬＯＣ
含量、 ＬＯＣ ／ ＴＯＣ 和 ＣＰＭＩ 反而显著降低，这也与
ＴＯＣ含量的变化趋势一致，其原因可能是，小麦秸
秆高留茬还田处理的深层土壤（２０ ～ ３０ ｃｍ）有机物
料投入量过少（只有少量根系），且小麦秸秆高留茬
还田处理在较长时间内调节地表温度和水分状况，
使其有利于土壤微生物的繁殖，进而可增加作物残
体的降解和土壤有机碳的矿化．同样，秸秆还田量与
０～２０ ｃｍ土层 ＬＯＣ 含量、ＣＰＭＩ 和 １０ ～ ２０ ｃｍ 土层
ＬＯＣ ／ ＴＯＣ之间均显著或极显著相关，而与 ２０ ～ ３０
ｃｍ土层 ＬＯＣ 含量、ＣＰＭＩ 和 ＬＯＣ ／ ＴＯＣ 之间均无显
著相关性；ＣＰＭＩ与 ０～３０ ｃｍ各层 ＬＯＣ和 ＬＯＣ ／ ＴＯＣ
极显著相关，ＬＯＣ ／ ＴＯＣ 与 ０ ～ １０、２０ ～ ３０ ｃｍ 土层的
ＴＯＣ含量却无显著相关性；与麦玉秸秆不还田处理
相比，ＬＯＣ ／ ＴＯＣ的相对增量均小于 ＴＯＣ 和 ＬＯＣ，表
明 ＣＰＭＩ较 ＳＣＳ、ＬＯＣ ／ ＴＯＣ 更易于反映土壤有机碳
的转化和土壤质量的变化．
参考文献
［１］ 　 Ｔｉａｎ Ｓ⁃Ｚ （田慎重）， Ｎｉｎｇ Ｔ⁃Ｙ （宁堂原）， Ｗａｎｇ Ｙ
（王　 瑜）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｉｌｌａｇｅ ｍｅｔｈｏｄｓ
ａｎｄ ｓｔｒａｗ⁃ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｏｎ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ａ
ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ ｆｉｅｌｄ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ
（应用生态学报）， ２０１０， ２１（２）： ３７３－３７８ （ ｉｎ Ｃｈｉ⁃
ｎｅｓｅ）
［２］　 Ｙａｎｇ ＸＹ， Ｒｅｎ ＷＤ， Ｓｕｎ ＢＨ， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｏｎｔｒａｓ⁃
ｔｉｎｇ ｓｏｉｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｒｅｇｉｍｅｓ ｏｎ ｔｏｔａｌ ａｎｄ ｌａｂｉｌｅ ｓｏｉｌ ｏｒ⁃
ｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｆｒａｃｔｉｏｎｓ ｉｎ ａ ｌｏｅｓｓ ｓｏｉｌ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｇｅｏｄｅｒ⁃
ｍａ， ２０１２， １７７： ４９－５６
［３］　 Ｂｕｙｓｓｅ Ｐ， Ｒｏｉｓｉｎ Ｃ， Ａｕｂｉｎｅｔ Ｍ． Ｆｉｆｔｙ ｙｅａｒｓ ｏｆ ｃｏｎｔｒａｓ⁃
ｔｅｄ ｒｅｓｉｄｕｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ａｎ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｃｒｏｐ： Ｉｍｐａｃｔｓ
ｏｎ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｃａｒｂｏｎ ｂｕｄｇｅｔ ａｎｄ ｏｎ ｓｏｉｌ ｈｅｔｅｒｏｔｒｏｐｈｉｃ ｒｅｓ⁃
ｐｉｒａｔｉｏｎ． Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，
２０１３， １６７： ５２－５９
［４］　 Ｙａｎｇ Ｍ⁃Ｆ （杨敏芳）， Ｚｈｕ Ｌ⁃Ｑ （朱利群）， Ｈａｎ Ｘ⁃Ｚ
（韩新忠）， ｅｔ ａｌ． Ｓｈｏｒｔ⁃ｔｅｒｍ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｉｌｌａｇｅ
ｍｏｄｅｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｓｔｒａｗ⁃ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｌａｂｉｌｅ
１２２１４期　 　 　 　 　 　 　 李　 硕等： 关中平原作物秸秆不同还田方式对土壤有机碳和碳库管理指数的影响　 　 　
ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｉｎ ａ ｆａｒｍｌａｎｄ ｗｉｔｈ ｒｉｃｅ⁃ｗｈｅａｔ
ｄｏｕｂｌｅ ｃｒｏｐｐｉｎｇ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ （应
用生态学报）， ２０１３， ２４（５）： １３８７ － １３９３ （ ｉｎ Ｃｈｉ⁃
ｎｅｓｅ）
［５］ 　 Ｗｕ Ｊ⁃Ｇ （吴建国）， Ｚｈａｎｇ Ｘ⁃Ｑ （张小全）， Ｘｕ Ｄ⁃Ｙ
（徐德应）． Ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｓｏｉｌ ｌａｂｉｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｕｎｄｅｒ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌａｎｄ ｕｓｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｌｉｕｐａｎ Ｍｏｕｎｔａｉｎ ｆｏｒｅｓｔ ｚｏｎｅ．
Ａｃｔａ Ｐｈｙｔｏｅｃｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ （植物生态学报）， ２００４，
２８（５）： ６５７－６６４ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［６］　 Ｐａｊａｒｅｓ Ｓ， Ｇａｌｌａｒｄｏ ＪＦ， Ｍａｓｃｉａｎｄａｒｏ Ｇ， ｅｔ ａｌ． Ｂｉｏｃｈｅｍ⁃
ｉｃａｌ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｄｙｎａｍｉｃ ｉｎ ａｎ Ａｃｒｉｓｏｌ ｃｕｌｔｉｖａｔ⁃
ｅｄ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｐｒａｃｔｉｃｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｅｎｔｒａｌ
Ｍｅｘｉｃａｎ ｈｉｇｈｌａｎｄｓ． Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｔｉｌｌａｇｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ２００９，
１０５： １５６－１６３
［７］　 Ｘｕ ＭＧ， Ｌｏｕ Ｙ， Ｓｕｎ Ｘ， ｅｔ ａｌ． Ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ａｃｔｉｖｅ
ｆｒａｃｔｉｏｎｓ ａｓ ｅａｒｌｙ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｆｏｒ ｔｏｔａｌ ｃａｒｂｏｎ ｃｈａｎｇｅ ｕｎ⁃
ｄｅｒ ｓｔｒａｗ ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ． Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｏｉｌｓ，
２０１１， ４７： ７４５－７５２
［８］ 　 Ｂｌａｉｒ ＧＪ， Ｌｅｆｒｏｙ ＲＤＢ， Ｌｉｓｌｅ Ｌ． Ｓｏｉｌ ｃａｒｂｏｎ ｆｒａｃｔｉｏｎｓ
ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅｉｒ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ｏｆ ａ ｃａｒｂｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎｄｅｘ ｆｏｒ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ．
Ａｕｓｔｒａｌｉａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， １９９５， ４６：
１４５９－１４６６
［９］　 Ｚｈａｎｇ Ｍ⁃Ｙ （张明园）， Ｗｅｉ Ｙ⁃Ｈ （魏燕华）， Ｋｏｎｇ Ｆ⁃Ｌ
（孔凡磊）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｉｌｌａｇｅ ｐｒａｃｔｉｃｅｓ ｏｎ ｓｏｉｌ ｃａｒ⁃
ｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｇａｓ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ ｆａｒｍｌａｎｄ ｉｎ
Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ． Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉ⁃
ｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ （农业工程学报）， ２０１２， ２８（６）：
２０３－２０９ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１０］　 Ｂａｏ Ｓ⁃Ｄ （鲍士旦）． Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ
Ａｎａｌｙｓｉｓ． ３ｒｄ Ｅｄ． Ｂｅｉｊｉｎｇ： Ｃｈｉｎａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｐｒｅｓｓ，
２００５ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１１］　 Ｙｕ Ｒ （于　 荣）， Ｘｕ Ｍ⁃Ｇ （徐明岗）， Ｗａｎｇ Ｂ⁃Ｒ （王
伯仁）． Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｌａｂｉｌｅ ｏｒａｎｉｃ
ｍａｔｔｅｒ ｏｆ ｓｏｉｌｓ． Ｓｏｉｌｓ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ （土壤肥料）， ２００５
（２）： ４９－５２ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１２］　 Ｌｕ Ｗ⁃Ｔ （路文涛）， Ｊｉａ Ｚ⁃Ｋ （贾志宽）， Ｚｈａｎｇ Ｐ （张
鹏）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｔｒａｗ ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｏｎ ｓｏｉｌ ｌａｂｉｌｅ ｏｒ⁃
ｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ａｎｄ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎ ｓｅｍｉ⁃ａｒｉｄ ａｒｅａｓ ｏｆ
Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｎｉｎｇｘｉａ， Ｃｈｉｎａ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｇｒｏ⁃Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ
Ｓｃｉｅｎｃｅ （农业环境科学学报）， ２０１１， ３０（３）： ５２２－
５２８ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１３］　 Ｚｈａｎｇ Ｊ （张 　 静）， Ｗｅｎ Ｘ⁃Ｘ （温晓霞）， Ｌｉａｏ Ｙ⁃Ｃ
（廖允成）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｍａｉｚｅ
ｓｔｒａｗ ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｏｎ ｓｏｉｌ ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ．
Ｐｌａｎｔ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ （植物营养与肥料
学报）， ２０１０， １６（３）： ６１２－６１９ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１４］　 Ｃａｉ Ｔ⁃Ｙ （蔡太义）， Ｈｕａｎｇ Ｈ⁃Ｊ （黄会娟）， Ｈｕａｎｇ Ｙ⁃
Ｗ （黄耀威）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒａｔｅｓ ｏｆ ｓｔｒａｗ
ｍｕｌｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ ｔｏ ｆｉｅｌｄ ｏｎ ｓｏｉｌ ｌａｂｉｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ
ｃａｒｂｏｎ ａｎｄ ｃａｒｂｏｎ ｐｏｏｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎｄｅｘ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ｎａｔｕｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ （自然资源学报）， ２０１２， ２７（６）：
９６４－９７４ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［１５］　 Ｇａｒｃｉａ ＯＦ， Ｃｅｒｄａ Ａ， Ｍａｔａｉｘ ＳＪ， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ａｇｒｉ⁃
ｃｕｌｔｕｒａｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｏｉｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｓｏｉｌ⁃
ｗａｔｅｒ ｌｏｓｓｅｓ ｉｎ ｅａｓｔｅｒｎ Ｓｐａｉｎ． Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｔｉｌｌａｇｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，
２００９， １０６： １１７－１２３
［１６］　 Ｗａｎｇ ＪＢ， Ｃｈｅｎ ＺＨ， Ｃｈｅｎ ＬＪ， ｅｔ ａｌ． Ｓｕｒｆａｃｅ ｓｏｉｌ ｐｈｏｓ⁃
ｐｈｏｒｕｓ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｔｉｌｌａｇｅ ａｎｄ
ｃｒｏｐ ｒｅｓｉｄｕｅ ｉｎｐｕｔ ａｍｏｕｎｔｓ． Ｐｌａｎｔ， Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎ⁃
ｍｅｎｔ， ２０１１， ５７： ２５１－２５７
［１７］　 Ｓｔｅｗａｒｔ ＣＥ， Ｐａｕｓｔｉａｎ Ｋ， Ｃｏｎａｎｔ ＲＴ， ｅｔ ａｌ． Ｓｏｉｌ ｃａｒｂｏｎ
ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ： Ｃｏｎｃｅｐｔ， ｅｖｉｄｅｎｃｅ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ． Ｂｉｏｇｅｏ⁃
ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ２００７， ８６： １９－３１
［１８］　 Ｌａｌ Ｒ． Ｃａｒｂｏｎ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ． Ｐｈｉｌｏｓｏｐｈｉｃａｌ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ
ｏｆ ｔｈｅ Ｒｏｙａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｂ： Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， ２００８， ３６３：
８１５－８３０
［１９］　 Ｌｉｕ Ｃ， Ｌｕ Ｍ， Ｃｕｉ Ｊ， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｔｒａｗ ｃａｒｂｏｎ ｉｎｐｕｔ
ｏｎ ｃａｒｂｏｎ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｉｎ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｓｏｉｌｓ： Ａ ｍｅｔａ⁃ａｎａｌｙ⁃
ｓｉｓ． Ｇｌｏｂａｌ Ｃｈａｎｇｅ Ｂｉｏｌｏｇｙ， ２０１４， ２０： １－１６
［２０］　 Ｈｕａｎｇ Ｙ （黄 　 耀）， Ｌｉｕ Ｓ⁃Ｌ （刘世梁）， Ｓｈｅｎ Ｑ⁃Ｒ
（沈其荣）， ｅｔ ａｌ． Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ
ｔｈｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｉｎ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｓｏｉｌｓ．
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ （应用生态学报），
２００２， １３（６）： ７０９－７１４ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２１］　 Ｚｈａｏ Ｇ， Ｂｒｙａｎ ＢＡ， Ｋｉｎｇ Ｄ， ｅｔ ａｌ． Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒ⁃
ａｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｐｒａｃｔｉｃｅｓ ｏｎ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ： Ｓｉｍｕｌａ⁃
ｔｉｏｎ ｏｆ Ａｕｓｔｒａｌｉａｎ ｗｈｅａｔ ｓｙｓｔｅｍｓ． Ｇｌｏｂａｌ Ｃｈａｎｇｅ Ｂｉｏｌｏ⁃
ｇｙ， ２０１３， １９： １５８５－１５９７
［２２］　 Ｗａｎｇ Ｊ， Ｌｕ Ｃ， Ｘｕ Ｍ， ｅｔ ａｌ． Ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｓｅｑｕｅｓ⁃
ｔｒａｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｒｅｇｉｍｅｓ ｉｎ ｎｏｒｔｈ ａｎｄ
ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ： Ｒｏｔｈ Ｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ． Ｓｏｉｌ Ｕｓｅ ａｎｄ Ｍａｎ⁃
ａｇｅｍｅｎｔ， ２０１３， ２９： １８２－１９０
［２３］　 Ｄｅｕｒｅｒ Ｍ， Ｍｕｅｌｌｅｒ Ｋ， Ｋｉｍ Ｉ， ｅｔ ａｌ． Ｃａｎ ｍｉｎｏｒ ｃｏｍｐａｃ⁃
ｔｉｏｎ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｓｏｉｌ ｃａｒｂｏｎ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ？ Ａ ｃａｓｅ ｓｔｕｄｙ ｉｎ
ａ ｓｏｉｌ ｕｎｄｅｒ ａ ｗｈｅｅｌ⁃ｔｒａｃｋ ｉｎ ａｎ ｏｒｃｈａｒｄ． Ｇｅｏｄｅｒｍａ，
２０１２， １８３： ７４－７９
［２４］ 　 Ｍｏｒａｅｓ ＳＪＣ， Ｔｉｖｅｔ Ｆ， Ｌａｌ Ｒ， ｅｔ ａｌ． Ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍ ｔｉｌｌａｇｅ
ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｍｐａｃｔｓ ｏｎ ｓｏｉｌ Ｃ ｄｙｎａｍｉｃｓ， ｓｏｉｌ ｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅ ａｎｄ
ａｇｒｏｎｏｍｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ａ Ｂｒａｚｉｌｉａｎ Ｏｘｉｓｏｌ． Ｓｏｉｌ ａｎｄ
Ｔｉｌｌａｇｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ２０１４， １３６： ３８－５０
［２５］ 　 Ａｍｏｓ Ｂ， Ｗａｌｔｅｒｓ ＤＴ． Ｍａｉｚｅ ｒｏｏｔ ｂｉｏｍａｓｓ ａｎｄ ｎｅｔ ｒｈｉ⁃
ｚｏｄｅｐｏｓｉｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ． Ｓｏｉｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ Ｊｏｕｒ⁃
ｎａｌ， ２００６， ７０： １４８９－１５０３
［２６］　 Ｃｈｅｎ Ｓ⁃Ｈ （陈尚洪）， Ｚｈｕ Ｚ⁃Ｌ （朱钟麟）， Ｌｉｕ Ｄ⁃Ｈ
（刘定辉）， ｅｔ ａｌ． Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｓｔｒａｗ ｍｕｌｃｈｉｎｇ ｗｉｔｈ ｎｏ⁃
ｔｉｌｌ ｏｎ ｓｏｉｌ ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ ａｎｄ ｃａｒｂｏｎ ｐｏｏｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｉｎｄｅｘ．
Ｐｌａｎｔ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ （植物营养与肥料
学报）， ２００８， １４（４）： ８０６－８０９ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
作者简介　 李　 硕，男，１９８７ 年生，博士研究生．主要从事废
弃物资源农业循环利用研究． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｌ⁃ｓ⁃ｈ＠ ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ
责任编辑　 张凤丽
２２２１ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷