農(nóng)田管理措施對(duì)土壤CO2排放的影響.pdf

1、農(nóng)田管理措施主要是通過(guò)改變作物的生長(zhǎng)環(huán)境，排除影響作物生長(zhǎng)的不良因素，最終達(dá)到增產(chǎn)的目的。作物生長(zhǎng)環(huán)境的改變往往會(huì)引起農(nóng)田土壤CO2排放的變化，進(jìn)而影響大氣－土壤系統(tǒng)的碳循環(huán)與碳收支平衡，對(duì)全球氣候變化產(chǎn)生重要影響。本文以黑土農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，研究不同管理措施(施肥、耕作方式、種植制度、土地利用方式)對(duì)土壤CO2排放的影響及其影響因素，揭示不同農(nóng)田管理措施下土壤有機(jī)碳的變化規(guī)律及土壤CO2排放特征，闡明影響土壤CO2排放的因素及其機(jī)制

2、，為調(diào)控黑土農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的土壤碳循環(huán)提供依據(jù)。
　　 與對(duì)照相比，NPK+OM2處理使土壤有機(jī)碳的含量增加了12％，其它施肥處理土壤有機(jī)碳含量無(wú)明顯增加。不同施肥處理?xiàng)l件下，土壤CO2的排放速率從5月份開(kāi)始增加，在8月6日達(dá)到峰值。秸稈和有機(jī)肥與化肥的施用，均明顯增加了土壤CO2的平均排放速率及累積排放量。土壤CO2累積排放量的大小順序?yàn)椋篘PK+OM2>NPK+OM1>NPK+MS2>NPK+MS1>CK>NPK。從拔節(jié)期到

3、收獲期，土壤CO2排放通量與溫度有顯著的指數(shù)關(guān)系。當(dāng)排除溫度影響時(shí)，土壤CO2排放通量與土壤孔隙含水量(WFPS)的關(guān)系可以用指數(shù)方程表示。若同時(shí)考慮土壤溫度和土壤WFPS對(duì)于土壤CO2排放通量的影響時(shí)，土壤溫度和土壤WFPS與土壤CO2排放通量的關(guān)系可以很好地用函數(shù)式log(f)=a+b T log(W)表示，二者可以解釋土壤CO2排放通量季節(jié)變化的50-88％。
　　 不同種植制度下，長(zhǎng)期連作玉米的土壤CO2排放通量峰值最高

4、，出現(xiàn)在7月15日，為596mgCO2 m-2h-1，而連作大豆峰值最低為396 mg CO2 m-2h-1。從拔節(jié)期到成熟期，5 cm土層的土壤溫度、WFPS與土壤CO2排放通量的相關(guān)性較高，溫度敏感性(Q10)值的變化范圍在1.63-2.31，且10 cm土壤Q10值高于5 cm土壤的Q10值。
　　 在免耕與常規(guī)耕作處理下，土壤有機(jī)碳含量無(wú)顯著差異。與免耕處理相比，常規(guī)耕作土壤平均排放通量高出39％，且土壤累積CO2排放通

5、量高出42％。不同耕作制度下，土壤CO2累積排放量與土壤微生物量碳呈顯著相關(guān)性。兩種不同耕作制度下，土壤溫度和WFPS與土壤CO2排放通量均有顯著的指數(shù)關(guān)系，二者可以共同解釋土壤CO2排放速率季節(jié)變化的49-64％。
　　 不同土地利用方式下，草地土壤有機(jī)碳含量最高為40 gkg-1。草地與農(nóng)田的土壤CO2排放通量峰值出現(xiàn)在8月6日，分別為774 mg CO2 m-2h-1和404 mg CO2 m-2 h-1；裸地峰值為393

6、 mgCO2 m-2h-1，出現(xiàn)在7月23日。與裸地相比，草地和農(nóng)田CO2累積排放量分別高176％和46％，三個(gè)處理之間差異顯著(P<0.05)。同時(shí)土壤累積CO2排放量與微生物量碳存在顯著相關(guān)性(r2=0.9062)。10 cm土壤溫度與土壤CO2排放通量的相關(guān)性高于5 cm的相關(guān)性；在溫度和WFPS的共同作用下，二者可以解釋土壤CO2排放通量季節(jié)變化的41-81％。
　　 綜上，農(nóng)田管理措施對(duì)土壤CO2排放有顯著影響。土壤溫