不同施肥下免耕土壤呼吸与土壤性状的关系

论文摘要

本试验于2008年在内蒙古武川县连续7年免耕田上进行,研究了燕麦旱作免耕与传统耕翻以及免耕不同施肥处理下的土壤碳排放日变化与季节变化规律,通过统计分析方法探讨了土壤呼吸与土壤理化性质、生物学性状及根系干重的关系,以为土壤碳管理提供理论依据。结果表明:1、燕麦免耕土壤呼吸日变化和季节变化均为单峰曲线,其值在89.99～512.15mg?m-2?h-1之间波动,日变化峰值在14:00时左右、低谷在5:00时左右,季节变化峰值在8月5日。土壤呼吸与根系干重呈正相关关系,在8月5日达到显著水平。土壤呼吸季节变化与土壤温度季节趋势一致,受到土壤表层5cm土壤温度湿度共同影响,Q10值为1.43。2、土壤呼吸速率与土壤蔗糖酶活性显著相关,回归方程为y = 85.19x + 52.56,脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性与其相关性差;土壤呼吸速率与土壤微生物量碳、氮极显著相关,回归方程分别为y = 12.19x + 213.64和y = 8.02x + 171.79,土壤呼吸与土壤微生物量磷相关性较差。3、土壤呼吸速率与土壤有机质显著相关,回归方程为y = 289.94x - 265.25;而与氮素、磷素、钾素相关不显著。N、P肥对土壤呼吸影响显著,K肥与不施肥差异不显著,NPK、N、P、K施肥处理分别比CK呼吸速率提高了29%,14.9%,11.7%和5.2%。以收获1kg燕麦籽粒需排放CO2的量来评价施肥的生态-产量效益,得出CK0.29 CO2-C·kg-1为最差方案,NPK 0.15 mg·m-2·h-1 CO2-C·kg-1是最优方案。4、翻耕土壤呼吸速率比免耕高,6月20日、7月15日、8月5日、8月20日和9月15日分别高8.5%、10%、9.5%、18.1%和9%,平均为11%,产量免耕较传统耕翻高29%,所以免耕在减排温室气体中有重要意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究温室气体的意义
• 1.2 土壤呼吸与农田生态系统
• 2 国内外研究进展
• 2.1 国内外研究工作
• 2.2 土壤呼吸测定方法进展
• 2.3 土壤呼吸基本特征的研究—日变化和季节变化
• 2.4 土壤呼吸的影响因子
• 2.4.1 土壤温度湿度
• 2.4.2 保护性耕作
• 2.4.3 施肥
• 2.4.4 土壤微生物
• 2.4.5 不同植被类型的土壤呼吸
• 2.4.6 大气 CO浓度升高
• 2.4.7 其它自然因子
• 2.5 本试验研究目的意义
• 3 技术路线、材料与方法
• 3.1 技术路线
• 3.2 研究区域概况
• 3.3 供试材料
• 3.4 试验设计
• 3.5 指标测定
• 3.5.1 土壤呼吸取样和根系取样
• 3.5.2 土壤温湿度的测定
• 3.5.3 土壤生物学性状的测定
• 3.5.4 土壤化学性质的测定
• 3.6 土壤呼吸速率的计算
• 3.7 数据分析
• 4 结果与分析
• 4.1 土壤呼吸日变化和季节变化
• 4.2 土壤呼吸与土壤温湿度
• 4.2.1 大气温度和土壤温湿度的变化
• 4.2.2 土壤呼吸与土壤温湿度的关系
• 4.2.2.1 土壤呼吸与土壤温度
• 4.2.2.2 土壤呼吸与土壤湿度
• 4.2.2.3 土壤呼吸与土壤温湿度的方程模型
• 4.3 土壤呼吸与燕麦根系干重
• 4.3.1 全生育期根系干重的变化
• 4.3.2 土壤呼吸与根系干重的关系
• 4.4 土壤呼吸与土壤酶
• 4.4.1 全生育期土壤酶活性变化
• 4.4.2 土壤呼吸与土壤酶的关系
• 4.5 土壤呼吸与土壤微生物量
• 4.5.1 全生育期土壤微生物量变化
• 4.5.2 土壤呼吸与土壤微生物的关系
• 4.6 土壤呼吸与土壤化学性质
• 4.7 土壤呼吸与施肥
• 4.7.1 免耕施肥土壤呼吸的比较
• 4.7.2 施肥生态—产量效益评价
• 4.8 免耕与耕翻的土壤呼吸
• 4.8.1 免耕与耕翻土壤呼吸的比较
• 4.8.2 免耕与耕翻产量比较
• 5 结论与讨论
• 5.1 土壤呼吸的日变化与季节变化
• 5.2 土壤呼吸与土壤温湿度
• 5.3 土壤呼吸与燕麦根系干重
• 5.4 土壤呼吸与土壤酶活性
• 5.5 土壤呼吸与土壤微生物量
• 5.6 土壤呼吸与土壤化学性质
• 5.7 施肥下土壤呼吸、产量大小及其意义
• 5.8 免耕土壤呼吸
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介