| 不同施氮量下水稻分蘖期光合碳向土壤碳库的输入及其分配的量化研究：13C连续标记法 |
| 摘要点击 3770 全文点击 1806 投稿时间：2013-09-12 修订日期：2013-10-29 |
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| 中文关键词 13C标记 水稻光合碳 分蘖期 土壤有机碳 施N水平 土壤微生物生物量碳 土壤可溶性有机碳 |
| 英文关键词 13C labeling rice photosynthesized C tillering stage soil organic carbon N application rates soil microbial biomass carbon soil dissolved carbon |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 谭立敏 | 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态重点实验室,长沙 410125
中南林业科技大学林学院,长沙 410004 | gtd@isa.ac.cn | | 吴昊 | 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态重点实验室,长沙 410125
中南林业科技大学林学院,长沙 410004 | | | 李卉 | 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态重点实验室,长沙 410125
湖南农业大学生物科学技术学院,长沙 410128 | | | 周萍 | 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态重点实验室,长沙 410125 | | | 李科林 | 中南林业科技大学林学院,长沙 410004 | | | 王久荣 | 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态重点实验室,长沙 410125 | | | 葛体达 | 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态重点实验室,长沙 410125 | | | 袁红朝 | 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态重点实验室,长沙 410125 | mailxz@163.com | | 吴金水 | 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态重点实验室,长沙 410125 | |
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| 中文摘要 |
| 应用稳定同位素13C-CO2连续标记技术，通过室内密闭培养试验研究不同施氮处理下（依次为 N0，N10，N20，N40，N60）水稻分蘖期光合碳向土壤碳库的输入及其分配特征. 结果表明，连续标记培养18 d后，水稻地上部和根系的干物质累积量分别为1.58~4.35 g·plot-1和1.05~2.44 g·plot-1，水稻植株生物量受施氮处理显著影响，且随着施氮量增加而增加，即N60>N40>N20>N10>N0. 水稻整个分蘖期内分别有44.0~157.6 g·plot-1和8.3~49.4 g·plot-1的光合碳进入水稻地上部和根系. 不同施氮水平下，种植水稻的土壤有机碳（13C-SOC）、可溶性有机碳（13C-DOC）和微生物量碳（13C-MBC）的分配量均显著高于CK处理（不种植水稻且不施N）. 种植水稻的土壤13C-SOC含量范围为11.1~23.7 g·plot-1，占总净同化量的10.2%~18.1%. 对于活性碳库，CK处理的土壤13C-DOC和13C-MBC含量分别为3.50 μg·kg-1和88.9 μg·kg-1，种植水稻处理的土壤13C-DOC、13C-MBC含量范围为4.82~14.51 μg·kg-1、526.1~1478.8 μg·kg-1. 土壤13C-SOC、13C-DOC和13C-MBC含量受施氮处理显著影响（P<0.05），且与植物生物量呈显著正相关关系. 因此，水稻分蘖期光合碳的地下部输入有利于土壤有机碳的累积，施氮能够促进水稻新鲜根际碳的沉积，且高N水平下根际沉积碳量高于低N和中量N水平. |
| 英文摘要 |
| The input of rice-photosynthesized carbon (C) into soil plays an important role in soil C cycling. A 13C-labelled microcosm experiment was carried out to quantify the input of photosynthesized C into soil C pools in a rice-soil system during the tillering stage. Growing rice (Oryza sativa L.) was continuously fed with 13C-labeled CO2 (13C-CO2) in a closed chamber without nitrogen (N0), or at different rates of N supply (N10,N20, N30, N40 or N60). The results showed that there were significant differences in rice shoot (1.58 g·plot-1 to 4.35 g·plot-1) and root (1.05 g·plot-1 to 2.44 g·plot-1) biomass among the N treatments after labeling for 18 days. The amounts of 13C in shoots and roots ranged from 44.0 g·plot-1 to 157.6 g·plot-1 and 8.3 g·plot-1 to 49.4 g·plot-1, respectively, and generally followed the order of N60>N40>N20>N10>N0. The contents of rice-planted 13C-SOC, 13C-DOC and 13C-MBC in soil carbon pool were much higher than those of CK (without rice and N supply). The amount of 13C-SOC ranged from 11.1 g·plot-1 to 23.7 g·plot-1, depending on the rate of N addition, accounting for 10.2%-18.1% of the net assimilation. The amounts of 13C-DOC and 13C-MBC ranged from 4.82-14.51 μg·kg-1 and 526.1-1478.8 μg·kg-1, both depending on the N application rate. In addition, at 18-day of labeling, the 13C-SOC, 13C-DOC and 13C-MBC concentration was positively correlated with the rice biomass. Therefore, our results suggest that paddy soils can probably sequester more C from the atmosphere if more photosynthesized C enters the soils and N application can stimulate C rhizodeposition during the tillering stage. |
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