甘蔗收获残留物管理：对土壤碳和氮的影响

澳大利亚制糖业正逐步放弃收获前焚烧作物的做法，转向甘蔗绿叶残茬覆盖（GCTB）系统。由于原本会在火烧中损失的残留物被归还给土壤，养分和有机质可能会在残茬覆盖下发生积累。为了更好地管理肥料投入并维持土壤肥力，有必要了解实际情况是否如此。本研究旨在确定从焚烧转变为 GCTB 残茬管理系统是否可能在 C 和 N 方面影响土壤肥力。在不同气候条件下的 5 个田间试验中，测定了短期和长期土壤 C 与 N 循环指标。GCTB 的效果因试验而异。运行 1–2 年的试验（Harwood）未显示出显著的残茬管理效应。在已运行 3–6 年的试验（Mackay 和 Tully）中，在 0.10 或 0.25 m 深度内，残茬覆盖下的土壤有机 C 和全 N 比焚烧处理高出多达 21%（大部分效应集中在表层 50 mm）。在 GCTB 处理下，土壤微生物活性（CO2 释放量）和土壤微生物生物量也有所增加，这推测是由于有效 C 供应改善所致。大部分残茬 C 被微生物生物量呼吸消耗并以 CO2 形式从系统中损失。在这些相对短期的 GCTB 系统中，微生物活性的增强并未伴随土壤 N 净矿化作用的增加，这可能是由于 N 净固定量大幅增加所致。经计算，在标准施肥条件下，整个残茬覆盖层均可被分解，且不会影响作物的 N 供应。对从焚烧转为 GCTB 生产系统的潜在长期影响进行的计算表明，在所研究的样点中，土壤有机 C 可增加 8–15%，土壤全 N 可增加 9–24%，土壤无机 N 可增加 37 kg/ha.year，且土壤需要 20–30 年才能接近这一新的平衡状态。结果表明，采用 GCTB 后的前 6 年内不应减少 N 肥施用量，但从更长远来看（15 年），适度减少施肥量可能是可行的。