农业环境科学学报

作者：孙昭安,朱彪,张译文,李梦雨,孟凡乔

单位：潍坊学院生物与农业工程学院/山东省高校生物化学与分子生物学重点实验室, 山东 潍坊 261061,中国农业大学资源与环境学院/农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室, 北京 100193,北京大学生态研究中心/城市与环境学院/地表过程分析与模拟教育部重点实验室, 北京 100871,山东省招远市农业农村局农业技术推广中心, 山东 招远 265499,潍坊学院生物与农业工程学院/山东省高校生物化学与分子生物学重点实验室, 山东 潍坊 261061,中国农业大学资源与环境学院/农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室, 北京 100193

关键词：小麦,玉米,根际沉积,根源呼吸,根际激发效应,

基金：国家重点研发计划项目（2016YFD0201204）；潍坊学院博士科研启动基金项目（2019BS12）

在农业生态系统中，区分土壤外源碳输入和内源碳输出是量化土壤碳平衡的前提。借助碳同位素方法，可以精确区分不同碳源对土壤有机碳（SOC）和二氧化碳（CO2）的贡献，一方面定量根际沉积碳对土壤碳的输入，另一方面还可以量化根系生长对SOC分解的根际激发效应，进而提高土壤碳平衡评估的精确度。本文整合了关于小麦和玉米13C/14C示踪实验的文献，对作物-土壤系统光合碳分配、向地下部碳输入量、根际土壤CO2区分以及根际激发效应进行分析，最终明确了小麦和玉米生长对土壤碳输入和输出的贡献。在作物-土壤系统中，小麦光合碳分配到地上部、根系、土壤和土壤释放CO2的平均比例分别为73.1%、12.5%、4.6%、9.8%，玉米分别为68.4%、16.0%、4.6%和11.1%。小麦和玉米通过根系和根际沉积碳对土壤碳输入量均值分别为1 058 kg·hm-2和1 025 kg·hm-2，其中根际沉积碳占地下输入的贡献均值分别为0.45和0.38。小麦和玉米根源呼吸占根际土壤CO2释放的贡献值均达到50%以上，分别为51.3%和56.7%。小麦和玉米生长促进SOC的分解，根际激发效应平均值分别为172%和15%，若采用传统根去除法来区分土壤呼吸，根际激发效应则会被忽略，这可能导致根源呼吸的高估。小麦和玉米生长过程中释放的净根际沉积碳占地下部净碳输入（根系+根际沉积物）比例分别为27%和22%，如果利用传统洗根法，这部分光合碳量就无法量化，导致输入到地下部的光合碳量被低估。

来源：2021年第10期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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