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关键词：
稻田生态系统,长期施肥,碳汇,经济收益
发表时间：
2013-10-11 11:36:16
摘要：农田土壤呼吸释放CO2 过程加强是导致全球气候变暖的重要途径。通过大田原位实验，研究了雨养条件下垄作覆盖保护性耕作技术条件对土壤呼吸季节性和作物生育后期日变化的影响。结果表明，冬小麦从越冬期到灌浆期，不同处理的土壤呼吸值均以垄作覆盖值最高，平作覆盖次之，平作的值最小，平作处理与其他处理间均达到极显著差异。灌浆期各处理土壤呼吸值达到最大，分别为4.95、4.69、4.4、2.61 μmol·m-2·s-1；成熟期各处理间大小顺序依次为：平作覆盖处理>垄作覆盖处理>垄作处理>平作处理，平作覆盖与垄作覆盖分别与其他两个处理间达到极显著差异。玉米不同生育时期垄作覆盖处理土壤呼吸值均高于其他处理，平作处理的值最低，不同生育时期垄作覆盖与平作均达到极显著差异，不同处理在夏玉米抽雄期土壤呼吸值最高，成熟期最低。从冬小麦和夏玉米生长后期土壤温度（X）与土壤呼吸强度（Y）日变化看，两者呈显著线形关系，其直线回归方程分别为：Y=0.170 4X-0.637 2（R2=0.882**），Y=0.103 9X+1.207 3（R2=0.880 2**）。显然，同传统的种植模式相比，雨养条件下垄作秸秆覆盖保护性耕作技术模式增大了向大气环境释放CO2 温室气体的数量。
温室气体排放与全球气候变暖已经成为公众和科学界关注的热点之一。大气中温室气体（二氧化碳、氮氧化物、甲烷等）尤其是CO2 浓度的不断攀升是全球气候变暖的主要因子。农耕是世界上人类最大规模的活动，巨大而经常性扰动耕层加剧了向大气排放温室气体体积速率[1]。近年来研究表明，农田土壤呼吸释放CO2 是大气温室气体重要输出源[1-3]。影响土壤呼吸的因素很多，既有温度[4-5]、湿度[6-7]、施肥[8-10]等栽培环境条件的影响，也有植被类型[4，7，11]、土壤动
物以及人为因素（如土地利用方式变化）等生物学过程的影响[12]。温度升高，土壤微生物活性增强，土壤呼吸量也会随之增大，土壤呼吸和土壤温度之间呈现良好的相关关系[13]。季节间土壤呼吸与土壤温度和土壤含水量均呈显著的指数相关，该变化主要受非生物因子温度和水分变化的调控，而土壤呼吸的昼夜变化则可能主要受植物的生理活动周期性等生物因素的影响[7]。不同的农作方式可以改变土壤呼吸强度，如耕作方式、排灌条件等不仅改变了地表植被，而且改变了土壤的理化性质（如土壤透气性），从而使土壤有机质含量、微生物的组成和活性、根系生物量等发生改变，从而引起土壤呼吸变化[2-3，14]。秸秆还田[14-15]和垄作秸秆覆盖[8]均提高土壤呼吸通量。与传统的水旱轮作和淹水作相比，免耕垄作土壤的呼吸强度和纤维素分解强度也明显增强[16]。
冬小麦-夏玉米一年两熟是我国黄淮海平原区重要的种植方式，垄作覆盖技术是针对该区水分匮缺和粮食高产之间矛盾而研究推广的一种崭新高产节水型保护性耕作模式，我们初步探讨表明其有较好的应用推广前景[17-19]。基于前人研究，本文从冬小麦-夏玉米周年角度探究农田土壤呼吸释放CO2 的季节动态，明确其环境效应，为生产中大面积示范推广奠定理论基础。
物以及人为因素（如土地利用方式变化）等生物学过程的影响[12]。温度升高，土壤微生物活性增强，土壤呼吸量也会随之增大，土壤呼吸和土壤温度之间呈现良好的相关关系[13]。季节间土壤呼吸与土壤温度和土壤含水量均呈显著的指数相关，该变化主要受非生物因子温度和水分变化的调控，而土壤呼吸的昼夜变化则可能主要受植物的生理活动周期性等生物因素的影响[7]。不同的农作方式可以改变土壤呼吸强度，如耕作方式、排灌条件等不仅改变了地表植被，而且改变了土壤的理化性质（如土壤透气性），从而使土壤有机质含量、微生物的组成和活性、根系生物量等发生改变，从而引起土壤呼吸变化[2-3，14]。秸秆还田[14-15]和垄作秸秆覆盖[8]均提高土壤呼吸通量。与传统的水旱轮作和淹水作相比，免耕垄作土壤的呼吸强度和纤维素分解强度也明显增强[16]。
冬小麦-夏玉米一年两熟是我国黄淮海平原区重要的种植方式，垄作覆盖技术是针对该区水分匮缺和粮食高产之间矛盾而研究推广的一种崭新高产节水型保护性耕作模式，我们初步探讨表明其有较好的应用推广前景[17-19]。基于前人研究，本文从冬小麦-夏玉米周年角度探究农田土壤呼吸释放CO2 的季节动态，明确其环境效应，为生产中大面积示范推广奠定理论基础。
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