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不同生物质炭输入水平下旱作农田温室气体排放日变化研究

宋敏; 蔡立群; 齐鹏; Stephen; Yeboah; 张仁陟; 罗珠珠; 潘占东; 卢廷超 中国生态农业学报 2016年第10期

摘要:在陇中黄土高原干旱半干旱区,采用小区定位试验,对不同生物质炭水平(0 t·hm^-2、10 t·hm^-2、20 t·hm^-2、30 t·hm^-2、40 t·hm^-2、50 t·hm^-2)下农田土壤温室气体(CO_2、N_2O和CH_4)的日排放通量及其影响因子进行连续观测,并确定1 d中不同生物质炭处理水平下的最佳观测时间。结果表明:6个生物质炭输入水平处理下,春小麦地土壤CH_4、N_2O和CO_2通量变化趋势与气温日变化轨迹大体一致,均表现为白天排放量大于夜间,并在4:00—5:00时,出现对CH_4通量的吸收峰,以及N_2O与CO_2的排放低谷;全天内各处理CH_4平均排放通量依次为:10.14mg·m^-2·h^-1、7.82mg·m^-2·h^-1、6.57mg·m^-2·h^-1、-0.10mg·m^-2·h^-1、1.05mg·m^-2·h^-1和2.89mg·m^-2·h^-1,N_2O平均排放通量依次为:288.79mg·m^-2·h^-1、201.78mg·m^-2·h^-1、157.14mg·m^-2·h^-1、112.06mg·m^-2·h^-1、154.60mg·m^-2·h^-1和164.02mg·m^-2·h^-1,CO_2平均排放通量依次为:85.44 mg·m^-2·h^-1、80.91 mg·m^-2·h^-1、76.49 mg·m^-2·h^-1、65.29 mg·m^-2·h^-1、67.19 mg·m^-2·h^-1和69.10 mg·m^-2·h^-1;当生物质炭输入量小于30 t·hm^-2时,土壤CH_4、N_2O、CO_2排放通量随其输入量增加而显著减小,但当其输入量超过30 t·hm^-2时,3种温室气体排放通量则呈显著增大趋势;当生物质炭输入水平为30 t·hm^-2时,春小麦土壤全天表现为CH_4的吸收汇,其余各水平处理下的土壤表现为CH_4的弱排放源;6种处理水平下,全天春小麦地土壤表现为N_2O、CO_2的排放源。0~5 cm的土壤温度及水分(y)与生物质炭输入量(x)回归方程分别为y=-0.017 6x+16.585(R~2=0.302 6,r=-0.55,P〈0.05)和y=0.056 5x+13.626(R~2=0.815 1,r=0.903,P〈0.05),生物质炭输入量与0~5 cm的土壤水分呈显著正相关关系;无生物质炭输入处理下3种温室气体的吸收或排放通量与地表温度及5 cm地温均呈显著正相关关系,其他各处理也表现出不同程度的正相关关系。�

关键词:旱作农田春小麦生物质炭温室气体排放通量

单位:甘肃农业大学资源与环境学院; 兰州730070; 甘肃省干旱生境作物学重点实验室; 兰州730070; 甘肃省节水农业工程技术研究中心; 兰州730070; 安徽职业技术学院纺织服装学院; 合肥230514; CSIR-Crops; Research; Institute; P.O.; BOX3780-Kumasi; Ghana

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