印度低地泰莱地区长期农业协同作用下稻-麦体系中土壤有机碳的建模研究

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Soil Organic Carbon Modelling in the Rice-Wheat System Under Long-Term Agriculture Synergies in the Lowland Terai Region of India

　　

摘要

了解在不同环境和管理条件下土壤有机碳（SOC）含量的变化对于制定维护土壤健康和实现可持续作物生产系统的策略至关重要。在本研究中，RothC 26.3模型被用于探究印度低地特莱地区长期稻-麦轮作系统中在四种耕作和作物残茬管理情景下的SOC周转情况，该研究持续了13年。数据来自采用随机区组设计设置的13个长期稻-麦永久样地的观测结果。在四种不同情景下（情景1：免耕；情景2：传统耕作；情景3：免耕+作物残茬覆盖；情景4：传统耕作+作物残茬还田）对实测和模型估算的SOC含量进行了分析。实测与模型估算的碳储量之间的线性相关性表明，RothC 26.3模型适用于该地区的长期碳含量预测。研究预测，实施情景3和情景4分别在13年内使SOC含量增加了30.9%和27.1%。四种情景下各有机碳库的变化情况显示，耐逆植物物质、微生物生物量和腐殖化有机质随时间发生了显著变化，其中情景3的变化最为显著。比较这四种管理方案对未来100年（2009-2109年）的预测结果显示，不同碳库的增幅随时间逐渐减小。预测的SOC变化趋势为：情景2 < 情景1 < 情景3 < 情景4；二氧化碳排放的趋势为：情景3 > 情景4 > 情景1 > 情景2。总体而言，在印度低地特莱地区，采用作物残茬覆盖并结合免耕方式能够比传统耕作方式下还田作物残茬获得更高的SOC预测值。