基于RothC模型的红壤旱地有机碳库对稻秆和猪粪添加的响应

摘要

稻秆和猪粪是提高红壤旱地有机碳库储量的重要外源有机物质.本研究基于等碳量添加稻秆与猪粪的235 d室内培养实验,采用物理化学联合分组方法将土壤有机碳分为颗粒有机碳(POM)、砂粒和稳定团聚体碳(S+A)、溶解性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(s+c-rSOC)以及惰性有机碳(rSOC)组分,并结合RothC模型探讨了红壤旱地中易分解的植物残体碳(DPM)、难分解的植物残体碳(RPM)、腐殖质碳(HUM)、微生物生物量碳(BIO)以及惰性有机质(IOM)5个碳库组成的动态变化特征.研究结果表明,红壤旱地总碳(TC)及各组分有机碳含量均随着稻秆与猪粪添加量的增加而显著增加,但添加稻秆对增加TC、DPM、RPM和IOM含量的影响显著高于猪粪,而BIO和HUM含量的影响则显著低于猪粪.随着培养时间延长,IOM/TC逐渐增大,而DPM/TC、RPM/TC、BIO/TC和HUM/TC则逐渐减小.游离态铁氧化物的增加可以促进红壤旱地中DOC显著增加(P<0.05);非晶质铁氧化物的增加可以促进DOC显著降低,IOM组分碳显著增加(P<0.05),而非晶质铝的增加可以促进POM、BIO、HUM组分显著增加(P<0.05),DOC极显著降低(P<0.01).短期内等碳量添加稻秆则更有利于红壤旱地TC、DPM、RPM、IOM(rSOC)的固存,而添加猪粪则更有利于BIO、HUM组分碳的固存;随着培养时间延长,等碳量添加稻秆与猪粪均能促进红壤旱地中DOC、IOM(rSOC)等活性碳库与化学性保护碳库含量的显著增加.