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退化黑土有机碳恢复过程研究

中国东北黑土，土壤有机碳，土壤肥力，微生物，草地恢复，农田管理措施

4、生态与可持续发展 > 专题1：土壤肥力与生物地球化学循环

东北黑土自开垦以来，黑土表层不断被破坏，土壤有机质和生产能力急剧下降；加上风蚀、水蚀和人工弃土工程建设，表土迁移流失，严重地区母质裸露，形成劣质土壤，土壤生产能力降低，严重威胁我国粮食安全。退化黑土的快速恢复重建是亟待解决的一个问题。其中土壤有机碳是土壤肥力恢复重建的核心。基于中国科学院海伦农业生态试验站内的长期定位实验，发现退化土壤再恢复过程中，种植不同类型植被、有机肥或秸秆还田是土壤有机碳恢复的主要途径，主要研究结果如下：(1) 农田转变为自然草地休闲32年后，土壤有机质和微生物活性在土体尺度均快速恢复，土壤肥力显著提升；(2) 添加不同数量的猪粪和秸秆等外源碳，黑土有机碳显著增加，作物增产；(3) 已退化到黑土母质的土壤经过不同生态系统和农田管理措施的再恢复后，土壤有机碳的数量、结构均向着表层黑土方向发展，并以外源碳添加越多的处理，其恢复速度越快，对作物的供肥能力越强。土壤微生物的生物化学过程在土壤恢复过程中起关键作用，细菌的代谢产物主要参与土壤有机碳的转化过程，真菌代谢产物参与土壤有机碳的稳定化过程。研究结果可为退化黑土的恢复和重建提供理论依据和参考。