不同施肥對(duì)紫色水稻土水旱輪作田麥季土壤CO2排放的影響.pdf

1、農(nóng)田土壤系統(tǒng)作為重要的碳庫(kù)，通過呼吸作用與大氣碳庫(kù)間進(jìn)行著活躍的碳交換，從而直接影響全球碳循環(huán)。然而影響土壤呼吸的因素很多且機(jī)理復(fù)雜。為了解長(zhǎng)期施肥對(duì)紫色土水旱輪作田旱季土壤呼吸的影響，采用靜態(tài)箱法于麥季(2008年11月—2009年5月)對(duì)重慶北碚國(guó)家紫色土肥力監(jiān)測(cè)基地的8個(gè)不同處理的試驗(yàn)田塊土壤CO2排放通量進(jìn)行了原位監(jiān)測(cè)研究，分別為：FnMR_(NPK正常施肥量+糞肥+秸稈不還田)；FnR_(NPK正常施肥量+秸稈不還田)；R_(

2、不施肥+秸稈不還田)；R+(不施肥+秸稈還田)；PKR_(施PK肥+秸稈不還田)；NR_(施N肥+秸稈不還田)；FnR+(NPK正常施肥量+秸稈還田)；FhR+(高NPK施肥量+秸稈還田)。研究的具體目標(biāo)是：1)了解長(zhǎng)期施肥對(duì)土壤DOC含量及動(dòng)態(tài)的影響；2)了解長(zhǎng)期施肥對(duì)土壤CO2排放的影響；3)揭示土壤CO2排放的關(guān)鍵控制因子。主要研究結(jié)果如下：
　　 Ⅰ.長(zhǎng)期施肥對(duì)紫色土水旱輪作田麥季土壤DOC及其它參數(shù)的影響各處理可溶性有

3、機(jī)碳(DOC)年平均值在56.62～117.7 mg.kg-1之間。差異均未達(dá)到顯著水平。DOC的年動(dòng)態(tài)變化從2008年11月到12月各處理土壤DOC均保持在較低水平(8.12～22.5 mg·kg-1)；隨后到2009年2月土壤DOC明顯升高，且出現(xiàn)了大幅的波動(dòng)(10.32～532.09 mg·kg-1)，2009年3月到5月，DOC又集中在了較低水平(12.53～92.75 mg·kg-1)。
　　 在整個(gè)麥季，不施氮肥處理

4、(R+、R_、PKR_)的土壤可溶性總氮(TDN)含量維持在較低的水平(2.20 mg·kg-1～29.02 mg·kg-1)。FnMR_處理的峰值為421.07 mg·kg-1，是其他處理峰值的2倍以上。R+、FnR+、FhR+三個(gè)處理的TDN平均值分別為10.18 mg·kg-1、25.55 mg·kg-1和55.91 mg·kg-1，與施氮量顯著正相關(guān)(R2=0.96)。
　　 Ⅱ.長(zhǎng)期施肥對(duì)土壤微生量碳(MBC)和微生物

5、量氮(MBN)的影響土壤微生物量碳(MBC)的平均值在95 mg·kg-1～216 mg·kg-1之間。PKR_處理的MBC平均值為95 mg·kg-1，低于其他各個(gè)處理，且都達(dá)到顯著水平，比NR_和R_分別下降了67.2％、56.0％，而FnR_和NR_處理MBC含量分別是PKR_、R_處理的1.37倍和1.26倍，但差異并不顯著(p＞0.05)。對(duì)比相同秸稈管理處理間MBC的差異發(fā)現(xiàn)：R+>FnR+≥FhR+；NR_>R_>FnR_

6、，但差異不顯著。在相同施肥條件的處理中，R+與R_相比，后者的微生物量碳減少了44.4％，且差異顯著；同樣FnR+與FnR_相比后者也減少，減幅為30.9％。
　　 R+、FnR+、FhR+三個(gè)處理的微生物量氮(MBN)含量的麥季平均值分別為73 mg·kg-1、72 mg·kg-1、65 mg·kg-1，但差異均未達(dá)到顯著性水平(p>0.05)。同樣NR_、R_、FnR_差異也不顯著，施入糞肥的FnMR_處理，MBN含量為85

7、 mg·kg-1，明顯高于其他處理，且差異顯著(p<0.05)。
　　 Ⅲ.長(zhǎng)期施肥對(duì)土壤CO2排放的影響CO2通量的麥季平均值，與R_處理相比，R+雖然高出25％，二者差異不顯著；同時(shí)比較FnR+和FnR_可以發(fā)現(xiàn)，前者CO2瞬時(shí)通量麥季平均值比后者高出48％，且差異達(dá)到顯著性水平(p<0.05)。對(duì)比秸稈還田的處理，CO2通量表現(xiàn)為R+≈FnR+>FhR+，而對(duì)于秸稈未還田的處理，R>FnR_≈NR_，且達(dá)到顯著水平(p<0

8、.05)。
　　 CO2通量的動(dòng)態(tài)變化顯示2008年11月到2009年1月，土溫逐漸下降，于1月下旬達(dá)到最低，這段時(shí)間CO2的通量也逐漸下降，除R+艮和FnMR_外，各處理CO2的通量也于1月下旬達(dá)到最低點(diǎn)，隨后土溫逐漸上升，CO2通量也逐漸增大。并且每次土溫的驟降都會(huì)帶來CO2通量的突降，反之亦然。
　　 不同施肥處理CO2累積排放量的麥季動(dòng)態(tài)變化從2008年11月到2009年1月，這期間各處理CO2累積排放量上升較為

9、緩慢(9.57kg·ha-1～910.38 kg·ha-1)，且不同處理之間差距不大，而從2009年1月到5月，各處理CO2累積排放量上升速率明顯上升，且不同處理之間出現(xiàn)了一定差距。
　　 Ⅳ.土壤CO2排放的影響因素不同處理CO2瞬時(shí)通量的控制因子不用，在FnR+處理中土壤溫度可以解釋59.1％CO2通量的變異，R_處理中土壤溫度和WFPS共同解釋了74.9％CO2通量的變異，只有在FnMR_和R+處理中沒有發(fā)現(xiàn)因子與CO2瞬

10、時(shí)通量之間的關(guān)系。在FnR_和PKR_處理中，土壤DON分別解釋土壤CO2瞬時(shí)通量23.7％和26.5％的變異，同時(shí)在FhR+和NR_中，DON也有一定的影響。
　　 為了研究CO2平均通量與土壤理化性質(zhì)問的關(guān)系，將各個(gè)處理的CO2麥季平均通量與土壤因子的麥季平均值進(jìn)行線性擬合，結(jié)果表明，CO2平均瞬時(shí)通量與土壤pH(R2=0.5754，p=0.048)、MBC(R2=0.7015，p=0.019)顯著正相關(guān)，與土壤NO3-(R