干旱半干旱區(qū)保護(hù)性耕作對(duì)農(nóng)田土壤溫室氣體通量的影響.pdf

1、農(nóng)田土壤是溫室氣體排放源也是它們的吸收匯，兩者哪一方起決定作用要取決于農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)模式和管理方式。據(jù)估計(jì)，目前大氣中20％的CO2、70％的CH4和90％的N2O來(lái)源于農(nóng)業(yè)活動(dòng)和土地利用方式的轉(zhuǎn)變過(guò)程。 保護(hù)性耕作技術(shù)是針對(duì)傳統(tǒng)耕作弊端而發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)節(jié)水抗旱、保肥增收新技術(shù)，它作為一種高產(chǎn)、高效、低耗、保護(hù)環(huán)境的農(nóng)業(yè)耕作措施，可以有效的解決傳統(tǒng)耕作所帶來(lái)的一系列問(wèn)題。本文依托在干旱灌區(qū)和半干旱雨養(yǎng)區(qū)典型代表區(qū)域開(kāi)展的3年、7年的保

2、護(hù)性耕作大田，試驗(yàn)重點(diǎn)研究了保護(hù)性耕作措施對(duì)三種溫室氣體通量的影響，主要結(jié)論如下： 農(nóng)田土壤CO2通量隨生育進(jìn)程交替升降、小麥?zhǔn)崭詈蠹眲≡龃蟮内厔?shì)。無(wú)論哪種耕作措施，土壤CO2通量在春小麥拔節(jié)期(5月30日)升高，其中TSd處理最高，達(dá)到132.31mg m-2 h-1顯著高于其它各處理；到春小麥抽穗期(6月15日)又降低，其中NTd處理最低，只有23.81 mg m-2 h-1；隨后到了開(kāi)花期(6月30日)土壤CO2通量升高，

3、其中TPd.處理最高，達(dá)到228.55 mg m-2 h-1，隨后呈降低趨勢(shì)，到了灌漿期(7月15日)到最低，其中NTd處理最低，為90.20 mg m-2 h-1，而在作物收獲后(8月10日)呈急劇增大的趨勢(shì)。 無(wú)論是在干旱灌區(qū)還是雨養(yǎng)旱地，免耕都具有降低C02通量的作用，秸桿翻壓和地膜覆蓋有增加C02通量的作用，且秸桿翻壓比地膜覆蓋明顯，雨養(yǎng)旱地比灌區(qū)顯著。在試驗(yàn)前期，兩個(gè)無(wú)秸桿還田的免耕處理(NTd和NTPd)的C02通量

4、較其他處理要低很多。并且NTd的C02通量在試驗(yàn)中后期一直處于比較低的水平；但NTPd在中后期C02通量相對(duì)NTd有所上升；其它三個(gè)處理(Td、NTSd和TPd)在5月3 1日、6月1 5日和6月30日均無(wú)明顯差異。在武威試驗(yàn)點(diǎn)，三次采樣中，TISW的CO2通量始終處于各處理的最高水平，而NTw的C02通量處于各處理中最低水平。 無(wú)論是在定西還是武威試驗(yàn)點(diǎn)各處理間的CH4通量均無(wú)顯著差異；即使同一耕作措施，小麥不同生育時(shí)期的CH

5、4通量也無(wú)顯著差異。所有測(cè)量點(diǎn)的CH4通量均在-0.03-0.02mg m-2 h-1左右小范圍內(nèi)浮動(dòng)。 所有處理的N20通量都有隨地溫增加而增加的趨勢(shì)。在5月中旬試驗(yàn)初期，所有處理的N20通量大致在0.005-0.015 mg m-2 h-1之間，但到7月下旬，所有處理的N20通量上升到0.02-0.03 mgm-2 h-1范圍之間。 免耕具有降低農(nóng)田土壤N2O通量的作用，但表現(xiàn)交替顯著的現(xiàn)象，秸桿覆蓋或翻壓可增加N2

6、0通量，地膜覆蓋無(wú)明顯規(guī)律，灌溉地N2O通量高于雨養(yǎng)旱地。在定西試驗(yàn)點(diǎn)，6個(gè)處理大致可以分為3組，第一組包含TSd和TPd兩個(gè)處理，其N(xiāo)2O通量在整個(gè)試驗(yàn)期間都處于比較高的水平，第二組有Td和NTSd，N2O通量處于6個(gè)處理的中間值，而另外兩個(gè)NTd和NTPd處理在整個(gè)試驗(yàn)期間始終處于最低水平。在武威試驗(yàn)點(diǎn)，三次采樣的結(jié)果趨勢(shì)與定西試驗(yàn)點(diǎn)基本相似。 兩試驗(yàn)地點(diǎn)農(nóng)田土壤CO2和N2O通量的擬合程度來(lái)看，兩種農(nóng)田土壤溫室氣體的排放具

7、有很強(qiáng)的正相關(guān)性，并且在武威試驗(yàn)點(diǎn)的相關(guān)程度較高；農(nóng)田土壤C02和CH4通量的關(guān)系，在兩個(gè)試驗(yàn)地點(diǎn)擬合程度都很低，R2值分別只有0.024和0.032。且相關(guān)性有所不同，在定西兩者成負(fù)相關(guān)而在武威卻成正相關(guān)關(guān)系；兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)農(nóng)田土壤NO2和CH4通量的關(guān)系，與農(nóng)田土壤CO2和CH4通量的關(guān)系相似，兩地的擬合程度均不高，規(guī)律性不強(qiáng)。 土壤水分含量對(duì)CO2的通量影響最為明顯。0-5cm和5-10cm土層含水量和CO2通量相關(guān)系數(shù)分別達(dá)

8、0.593和0.207。并且表層土壤含水量和CO2排放成負(fù)相關(guān)：但表層土壤水分含量與NH4和N2O的相關(guān)程度就相對(duì)比較低，而且規(guī)律性不太明顯。其中相關(guān)程度較高的5-10cm水分含量和CH4通量的相關(guān)系數(shù)也僅有0.213。 三種溫室氣體與土壤有機(jī)碳含量的關(guān)系規(guī)律性不明顯，除0-5cm有機(jī)碳含量和CO2通量成比較明顯的負(fù)相關(guān)(R2=0.443)外，其余基本都低于0.01。溫室氣體的通量和表層土壤的容重和飽和導(dǎo)水率大體均呈正相關(guān)關(guān)系，