徐 虎，蔡岸冬，周怀平，Colinet Gilles，张文菊，徐明岗*

    (1 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/耕地培育技术国家工程实验室，北京 100081；2 Gembloux Agro-Bio Tech，University of Liege，Passage des deportes 2，Gembloux 5030，Belgium；3 山西农业大学资源环境学院，太原 030031；4 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，北京 100081)

    土壤有机碳 (SOC) 作为农田肥力的重要指标，是农作物高产稳产的基础[1]。土壤有机碳库也是陆地生态系统最大的碳库，小幅度的变化就会对全球气候产生巨大影响[2]。SOC不仅对土壤肥力和作物生产力有直接影响，在缓解气候变化方面也有极其重要作用[1-2]。我国农作物秸秆资源十分丰富，2015年农作物秸秆总量约为9.31 × 108t[3]。作物秸秆含丰富有机碳和养分，秸秆还田既可减少就地焚烧产生的温室气体[4]，也能增加农田碳输入和作物归还，有效维持和提升土壤有机碳储量[5–7]。因此，秸秆还田在土壤有机碳固定方面有巨大潜力[8]。Yang等[9]研究表明，5年秸秆还田0—30 cm土层SOC提高4.45%～9.00%。刘玲等[5]发现，秸秆粉碎还田和过腹还田下黑土表层SOC分别增加28.70%和12.40%。目前，秸秆还田对有机碳的影响研究多集中在表层土壤[5–7,9]，然而底层SOC储量是表层的2～3倍，所以探究底层SOC对秸秆还田的响应对深入理解农田碳循环和缓解气候变化也非常重要[10]。SOC提升是一个长期缓慢的过程，因此，只有在长时间尺度的研究才能获得更可靠结果[11]。马力等[12]研究表明，17年秸秆还田增加红壤水稻土0—45 cm土层SOC。解丽娟等[13]研究发现，20年秸秆还田配施化肥显著增加黑土20—40 cm 土层 SOC (41%)。然而，徐虎等[14]在旱地红壤和盖霞普等[15]在潮土研究表明，长期秸秆还田可显著增加40 cm以下土层SOC。褐土作为我国主要土壤类型之一，总面积约 2516 × 104hm2，该地区是我国小麦和玉米主产区之一，作物秸秆资源十分丰富，探究农田剖面土壤有机碳对秸秆还田响应的特征，对该地区农作物秸秆的高效利用、解决粮食安全及农业环境可持续性问题等具有指导意义[11]。此外，褐土多具团粒结构且土质疏松，其底层SOC对秸秆还田的响应特征还不明确，尤其是不同方式秸秆还田[11,16]。因此，本研究依托山西省寿阳县长期(21年) 秸秆还田试验平台 ......