秸秆还田配施氮肥对黑土玉米田土壤CO_(2)排放与碳平衡的影响

为探寻不同秸秆还田方式配施氮肥对黑土玉米田土壤CO_(2)排放与碳平衡的影响,于2023年开展大田试验,设置秸秆离田(S0,对照)、秸秆覆盖还田(S1)、秸秆旋耕还田(S2)3种秸秆还田方式,同时设置常规施加氮肥(N,250kg/hm^(2))与不施加氮肥(W,0kg/hm^(2),对照)2种施氮模式,共计6个处理。测定不同处理下玉米生育期土壤CO_(2)排放通量以及玉米收获后土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)含量,探究土壤CO_(2)累积排放量与SOC、DOC、MBC含量的关系,并分析黑土玉米田生态系统碳平衡状况。结果表明:各处理中土壤CO_(2)累积排放量从大到小依次为S2N、S1N、S0N、S2W、S1W、S0W,其中S2N处理土壤CO_(2)累积排放量较S0W处理显著增加70.31%(P<0.05)。在相同施氮模式下,秸秆还田能够有效增加SOC、DOC、MBC含量,且土壤CO_(2)累积排放量与SOC、DOC、MBC含量呈正相关关系。不同秸秆还田方式配施氮肥下,S1N处理玉米产量最高,为13534.4kg/hm^(2),作物碳排放速率最低,为0.122kg/kg。不同秸秆还田方式配施氮肥下黑土玉米田生态系统碳平衡值均为正值,表现为较强的碳“汇”,其中S1N处理碳平衡值和土壤固碳潜力最大,较其他处理分别增加13.12%~94.05%、3.49%~25.32%。综上所述,在本试验条件下,秸秆覆盖还田+常规施氮(S1N处理)可以实现黑土玉米田土壤固碳减排和作物增产目的。

陆地生态系统土壤CO_(2)排放对模拟增温的响应特征及影响因素

全球变暖已经成为不争的事实,陆地生态系统碳循环的研究受到了各界广泛关注,是当前全球变化研究中的重点。土壤CO_(2)排放是陆地生态系统与大气间二氧化碳交换的最大通量之一,当前陆地生态系统中土壤CO_(2)排放如何响应全球气候变暖及其影响因素仍不清楚,限制了对土壤碳循环过程及影响机制的深入认识。旨在明确全球变暖背景下陆地生态系统中土壤CO_(2)排放格局及影响因素。基于Web of Science、PubMed和中国知网等中英文期刊数据库,充分收集全球范围内的相关野外试验文献81篇,提取出65个研究位置和213组相关研究数据,采用Meta分析方法探讨陆地生态系统土壤CO_(2)排放对增温的响应特征,分析其与海拔、气候、土壤含水量、容重(BD)、pH、全氮(TN)和土壤有机碳(SOC)的相关关系。结果表明:陆地生态系统中土壤CO_(2)排放对增温整体有显著的正向响应,在农、林、草生态系统中,增温使土壤CO_(2)排放分别显著增加13.1%、18.0%、5.9%(P<0.05),森林生态系统对增温响应的正效应最强烈;增温能在短时期内促进土壤呼吸,但随着增温持续时间增加,土壤呼吸对温度的敏感性会降低,对温度变化产生适应性,从而使其对增温的响应能力减弱;响应特征受到环境因子、土壤特性以及其他试验条件等的影响,绝大多数条件下对增温表现出显著的正响应特征,不同影响因子之间共同作用、相互影响。增温通常能够改变植物生物量、土壤养分含量及微生物数量和活性,从而影响到植被根际呼吸和土壤呼吸速率。相关分析表明,海拔对土壤CO_(2)排放有显著负向影响,而年均气温、年均降水量、土壤含水量和仪器嵌入土壤深度则对土壤CO_(2)排放产生显著正向影响。这些结果对于理解全球土壤CO_(2)排放的时空变化格局有重要意义,也为准确评价全球变暖背景下土壤碳汇功能及其持续性提供理论依据。

土壤CO_(2)排放对微咸水与淡水交替灌溉的响应

为揭示微咸水与淡水交替灌溉模式对土壤CO_(2)排放通量变化规律的影响,研究极端干旱区棉田3种灌溉水质(矿化度分别为2、3、5 g/L)和3种不同配比咸淡水交替[微咸水∶淡水=1∶1(W1);微咸水∶淡水=1∶4(W2);微咸水∶淡水=1∶0(W3)]灌溉对土壤CO_(2)排放通量的影响。结果表明:①以2 g/L为对照,3 g/L微咸水与淡水交替灌溉处理CO_(2)累积排放通量减少了6.03%~7.19%;5 g/L微咸水与淡水交替灌溉处理CO_(2)累积排放通量减少了9.83%~10.15%;②在相同矿化度条件下,土壤CO_(2)累积排放通量为W2处理>W1处理>W3处理,淡水灌水量多的处理CO_(2)排放通量较大。③以2 g/L为对照,3 g/L和5 g/L处理产量平均提高了1.25%和3.64%,W1处理产量相较于W2、W3处理平均提高了24.02%和14.12%。随着灌溉水矿化度的增大,土壤CO_(2)排放通量减小,所有不同配比下矿化度为5 g/L的处理CO_(2)排放量均小于2、3 g/L的处理;在微咸水与淡水交替灌溉条件下,矿化度为3 g/L且微咸水∶淡水=1∶1的灌水处理,土壤CO_(2)排放通量降低且棉花产量最大,能够为合理利用微咸水及保护干旱区灌区农田生态环境提供理论依据。

氮添加对森林土壤有机碳库固存及CO_(2)排放的影响研究进展

氮添加会引起土壤理化性质和养分有效性的改变。受此影响,森林植物的地上碳同化能力和地下碳分配格局也会相应地发生变化,总体表现为促进植物生长固碳,增加凋落物和植物根系沉积碳输入土壤,并改变上述植物源有机质的数量和化学成分。与此同时,土壤微生物的群落结构和生态功能也会受到氮添加的影响,由于土壤中的有机碳分解、转化和稳定等过程均受到微生物的驱动,因此,氮添加所引起的底物供应差异和微生物响应会影响森林土壤有机碳的矿化,并最终影响森林土壤有机碳库固存、稳定和CO_(2)排放。但目前关于氮添加对森林土壤有机碳库固存能力和CO_(2)排放特征的影响机制仍不清楚,为此,以森林土壤的碳循环过程为线索,综述了氮添加对底物供应、土壤有机碳激发效应、微生物碳代谢等过程的影响,并尝试梳理在氮添加影响下森林土壤有机碳分解、转化和稳定的微生物驱动机制。这有助于预测氮添加对森林土壤“氮促碳汇”的实际效果,以便研究人员在未来氮沉降日益严重背景下更好地预测森林土壤的碳循环特征,寻找提高森林土壤有机碳库固存能力和降低CO_(2)排放相关途径提供参考。同时,还分析了目前相关研究中存在的问题,并对该领域未来的研究热点进行了展望。

微塑料对土壤CO_(2)排放的累积效应

以控制性栽植体——大型根窖试验装置(以下简称根窖)为研究平台,通过连续3年、每年2茬农作物的种植,解析微塑料处理下不同类型土壤呼吸的变化特征;采用多元回归方程在微塑料积累量、分子量等不同条件下对土壤CO_(2)浓度随时间变化过程进行建模,并进行可视化呈现。结果表明,回归模型能够很好地描述土壤CO_(2)浓度变化规律,各模型R^(2)皆在0.75以上,模拟效果良好。对处理前后2组数据进行显著性方差分析得P值为0.0073,与对照组CO_(2)浓度上升速率(ω=0.728)相比,微塑料使土壤的CO_(2)浓度上升速率显著提高(ω=0.762)。微塑料的加入改变了土壤微气候环境,显著促进了土壤CO_(2)排放。

氮素形态对典型生态系统土壤CO_(2)排放的影响效应

大气中CO_(2)含量增加引发的温室效应已备受关注,土壤CO_(2)排放作为其主要来源之一,氮沉降(特别是氮素形态)对土壤CO_(2)排放具有重要影响。从生态系统类型、地理区域及施氮方式3方面,探讨氮素形态与土壤CO_(2)排放的关系。结果表明,我国典型生态系统土壤CO_(2)排放对不同形态氮的响应存在不确定性,呈促进、抑制作用或无显著影响;通常情况下,混合态氮对湿地、森林生态系统土壤CO_(2)排放的促进作用强于单一态氮;南方地区部分生态系统土壤CO_(2)排放对氮素形态主要体现为负响应,北方部分地区则在不同阶段生长季表现不同;不同施氮方式通过调节地上和地下生态过程,进而影响土壤CO_(2)排放。

不同秸秆还田方式对玉米农田土壤CO_(2)排放量和碳平衡的影响

【目的】探究秸秆还田方式对土壤CO_(2)排放特征及碳平衡的影响,为东北地区农田土壤固碳减排和秸秆还田方式的选择提供科学依据。【方法】采用田间微区试验,以玉米为供试作物,设置3种秸秆还田方式:秸秆浅层还田(QH)、秸秆深层还田(SH)和秸秆覆盖还田(FG),无秸秆还田(CK)处理为对照。利用LI-8100A土壤碳通量自动测定仪监测玉米生长季不同秸秆还田方式下土壤CO_(2)的排放特征,探讨土壤温度、含水量、pH、微生物量碳及氮磷钾速效养分和全量养分对土壤CO_(2)排放的影响,并分析不同还田方式下的土壤碳平衡。【结果】在玉米生长季,各处理土壤CO_(2)排放速率均表现为先升高后降低的趋势。土壤CO_(2)累积排放量表现为FG>QH>SH>CK处理,相较于SH处理,FG和QH处理土壤CO_(2)累积排放量分别增加了14.0%和6.4%,各处理间差异显著(P<0.05)。不同还田方式下土壤CO_(2)排放速率与土壤温度、土壤含水量进行单因素模型拟合,均呈二次函数相关关系,且达到了显著水平(P<0.05),土壤温度和土壤含水量分别解释68.2%—73.7%和21.3%—82.8%的土壤CO_(2)排放速率变化,但土壤温度和土壤含水量的双因素复合模型能更好地解释土壤CO_(2)排放速率的变化,解释度达到78.5%—82.8%。相关性分析表明,土壤CO_(2)累积排放量与速效钾、微生物量碳呈极显著相关关系(P<0.01),与土壤有机质、碱解氮、全氮和pH呈显著的相关关系(P<0.05)。秸秆还田处理下土壤碳平衡均为正值,为大气CO_(2)碳汇。SH处理下土壤碳平衡和固碳潜力显著高于QH、FG处理,提高幅度分别为23.4%、475.7%和7.1%、30.7%(P<0.05),表现出较强的碳汇功能。在两年收获期,秸秆还田显著提高了玉米产量,其中SH处理最高,但与QH和FG处理间无显著差异。【结论】本试验条件下,综合考虑固碳减排效应和产量,3种秸秆还田方式相比,秸秆深层还田(SH)是一种较好的还田方式。

咸淡水组合灌溉模式对棉田土壤CO_(2)日排放特征影响

【目的】探究咸淡水组合灌溉对棉田CO_(2)日排放通量的影响。【方法】采用4种水质,即淡水(CK)和矿化度分别为2(S1)、3(S2)、5 g/L(S3)的微咸水;4种咸水淡水灌溉配比,即微咸水∶淡水为1∶1(P1)、1∶4(P2)、4∶1(P3)和1∶0(P4),分析咸淡水组合灌溉对棉田灌水前后土壤CO_(2)日排放特征影响。【结果】①与CK相比,S1、S2、S3处理土壤CO_(2)日平均排放通量分别显著降低了12.64%~24.35%、18.30%~26.69%、22.16%~28.57%(P<0.05)。②CK的土壤CO_(2)累计排放量显著高于其他各处理,S1处理与S2、S3处理土壤CO_(2)累计排放量存在显著差异(P<0.05),但S2、S3处理之间无显著差异(P>0.05)。③相同微咸水矿化度条件下,4种咸水淡水灌溉配比对土壤CO_(2)日平均排放通量影响为P2处理<P1处理<P3处理<P4处理。④土壤CO_(2)排放通量与土壤含水率、土壤温度正相关,与箱内气体温度、土壤pH值、土壤电导率负相关。【结论】选用2 g/L微咸水与淡水按1∶4施配比例灌溉对土壤盐分积累和CO_(2)气体排放影响较小,是灌区合理利用微咸水的一种灌溉方案。

大气CO_(2)浓度缓增对冬小麦土壤呼吸的影响

为研究大气CO_(2)浓度缓增对冬小麦(Triticum aestivum)土壤呼吸的影响,基于开顶式气室组成的CO_(2)浓度自动调控平台,在2017—2019年开展了两季冬小麦CO_(2)浓度缓增试验.每季试验在背景大气CO_(2)浓度基础上(CK,对照),均设置了CO_(2)浓度缓增处理(C_(80)和C_(120),即从2016年起逐年增加40μmol·mol^(-1),至2017—2018年和2018—2019年冬小麦生长季CO_(2)浓度分别为CK+80μmol·mol^(-1)和CK+120μmol·mol^(-1)).采用静态暗箱-气相色谱法测定土壤呼吸速率.结果表明:CO_(2)浓度缓增没有显著改变土壤呼吸的季节变化规律,但是会显著影响冬小麦旺盛生长期的土壤呼吸速率.在2018—2019年冬小麦抽穗-扬花期,C_(120)处理使土壤呼吸速率显著增加50.2%(P=0.008),且使得生长季土壤碳排放显著增加25.9%(P=0.044),而在2017—2018年冬小麦生长季,与CK相比,C_(80)处理对土壤呼吸没有显著影响.土壤呼吸与土壤温度呈指数正相关,与CK相比,CO_(2)浓度缓增降低了土壤呼吸对温度的敏感性.研究表明,CO_(2)浓度缓增120μmol·mol^(-1)增加了冬小麦生长季土壤碳排放.

黄土丘陵区不同植被类型间土壤CO_(2)释放与模型模拟及敏感性分析

【目的】探究黄土丘陵区3种典型植被(文冠果(Xanthocera ssorbifolium)林地、冰草(Agropy⁃ron cristatum)荒草地、沙棘(Hippophae rhamnoides)灌丛)覆盖下土壤CO_(2)排放规律及影响因素,比较不同植被类型覆盖土壤CO_(2)排放的差异,为该地区减少土壤CO_(2)排放选择合适的退耕还林还草植被提供依据。【方法】基于DNDC模型模拟,结合实际土壤CO_(2)排放通量及土壤影响因子,检验该模型对不同植被类型间土壤CO_(2)排放模拟的适宜性,并对其进行敏感性分析。【结果】黄土丘陵区3种典型植被覆盖土壤CO_(2)排放季节变化趋势均呈单峰曲线,与土壤表层(5 cm)温度、含水量变化趋势相似,并且该地区不同植被类型间土壤CO_(2)排放通量与土壤表层(5 cm)温度、含水量均呈极显著正相关关系(P<0.01),说明土壤温度、含水量是影响CO_(2)排放的关键因素;文冠果林地土壤年均CO_(2)排放通量最少,分别比冰草荒草地、沙棘灌丛低40.785%、40.835%;DNDC模型对不同植被类型间土壤CO_(2)排放的模拟结果与实测结果较为一致,文冠果林地R=0.928(P<0.01),荒草地R=0.932(P<0.01),沙棘灌丛R=0.983(P<0.01)。【结论】DNDC模型可以用来模拟该地区3种典型植被覆盖土壤CO_(2)的排放;土壤表层SOC含量是模拟该地区3种典型植被覆盖土壤CO_(2)排放的敏感因子,其变化程度对模型模拟结果影响最大。文冠果为黄土丘陵区退耕还林还草首选植被。

植物生长季退化草毡寒冻雏形土CO_2释放特征

对中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站地区退化草毡寒冻雏形土CO2 释放的全天候连续观测结果表明 ,退化草毡寒冻雏形土CO2 的释放有明显的日变化和季节动态 ,日最大释放速率出现于12∶0 0～ 14∶0 0 ,最小释放速率出现于 6∶0 0～ 8∶0 0 ;植物生长季的最大振幅为 4 6 2 .4 9mg·m-2 ·h-1(8月 18日 ) ,最小振幅为 114 .97mg·m-2 ·h-1(5月 9日 ) ,CO2 释放速率白天大于夜晚 .不同物候期CO2 释放速率亦不同 ,草盛期 >枯黄期 >返青期 .最大日均值为 4 80 .76mg·m-2 ·h-1(8月 18日 ) ,最小日均值为 14 0 .77mg·m-2 ·h-1(5月 9日 ) .释放速率与气温、地表温度及土壤 5cm地温均呈显著或极显著相关关系 ,表明温度是决定CO2

高CO_(2)浓度对稻田CO_(2)排放影响的初步分析

大气CO2浓度升高显著增加作物生物量,从而使进入土壤的有机碳增加,这势必会影响土壤碳的稳定和积累。此项研究主要通过高CO2浓度对作物生物量的直接影响,利用δ13C技术间接地初步分析土壤呼吸CO2排放不同来源贡献的差异。研究表明,在水稻生长季,高CO2浓度降低田间CO2的排放,但不显著;种有水稻,根系对土壤总的呼吸影响主要体现在成熟期之前,且有相互消长的现象。在种有水稻的情况下抽穗期之前分解新有机质为主;高CO2浓度促进土壤原有有机质的分解,在水稻生长的中后期分解更为明显,且高N水平对老有机质的分解有促进作用。鉴于此项研究中的不足之处,将会不断得到完善。

添加不同类型秸秆对土壤CO_(2)排放和化学性质的影响

秸秆组成和土壤性质是秸秆腐解的重要影响因素,进而调控着秸秆还田后的土壤CO_(2)排放和土壤养分动态。本研究选取了玉米秸秆(MS)、马铃薯秸秆(PS)及其等比例混合秸秆(CS)3种秸秆类型,分别添加到3种种植模式[玉米单作(MM)、马铃薯单作(MP)和玉米马铃薯间作(I)]土壤中,进行105 d的室内恒温培养试验,以探究秸秆类型在不同环境中的CO_(2)排放及土壤化学性质变化。结果表明:土壤种植模式显著影响MS的CO_(2)累积排放量,而对CS、PS没有显著影响。与玉米和马铃薯单一秸秆的加权平均(WM)相比,秸秆混合分别增加了MM土壤中CO_(2)累积排放量和净累积排放量19.2%和19.9%。与培养前相比,MS在培养结束时增加了土壤pH和可溶性有机碳含量,但对速效磷和速效钾的影响较小,且显著低于PS和CS。当同一秸秆添加到不同作物种植模式土壤中,MP土壤的速效磷、速效钾和铵态氮含量的增幅(相对于培养前)均高于I和MM。研究表明,秸秆在土壤中的腐解与碳排放首先受碳氮比调控,而土壤种植模式的作用较小,同时这些因素均对腐解过程土壤化学性质产生显著影响。

施氮量对海南燥红壤和砖红壤N_(2)O/CO_(2)排放的影响

利用室内培养实验,分析燥红壤和砖红壤中分别施加N0(不添加氮素)、N1(氮添加量为100mg·kg^(−1))、N_(2)(氮添加量为200mg·kg^(−1))和N3(氮添加量为300mg.kg^(−1))4个水平氮后对土壤性质及N_(2)O、CO_(2)排放的影响。结果表明:氮肥添加显著降低了土壤pH和有机碳含量。相较于N0,燥红壤N1、N_(2)和N3处理pH和有机碳降幅分别为8%~18%和4%~12%,砖红壤降幅分别为5%~23%和3%~15%;添加氮肥后各处理土壤全氮含量显著增加,燥红壤和砖红壤分别增加15%~54%和13%~52%。氮施入增加了土壤NH_(4)^(+)−N和NO_(3)^(−)−N含量,各处理土壤铵态氮和硝态氮含量均表现为N3>N_(2)>N1>N0。氮添加促进土壤N_(2)O和CO_(2)排放,相较于N0,燥红壤N_(2)O和CO_(2)累积排放量分别增加1176%~2425%和124%~281%,砖红壤分别增加1054%~1887%和138%~256%。施氮量和土壤类型是影响农田土壤N_(2)O和CO_(2)排放的重要因素。土壤N_(2)O和CO_(2)排放与施氮量呈线性显著相关,减少施肥是降低土壤N_(2)O排放最直接和最有效的措施。与砖红壤相比,燥红壤N_(2)O和CO_(2)排放对氮素添加的响应更敏感。

林地覆盖对雷竹林土壤CO_(2)排放速率的影响

【目的】探索林地覆盖措施对土壤CO_(2)排放的影响,为减少竹林覆盖对环境的影响及探寻高效低碳覆盖措施提供参考。【方法】设计3种发热物质(新鲜鸡粪7.50 t·hm^(-2)、枯饼3.75 t·hm^(-2)、麦灰45.00 t·hm^(-2))、3种谷壳层厚度(15、25、35 cm)和3种覆盖前林地补水量水平(浇水至湿润土层10 cm、15 cm、20 cm),采用考虑交互作用的L_(27)(9^(13))正交试验设计进行雷竹林冬季覆盖试验,采用Li-8100A土壤碳通量自动测定系统定期测定土壤CO_(2)排放速率。【结果】雷竹林覆盖期(11月25日至3月16日)内土壤CO_(2)排放速率呈单峰型曲线动态变化,林地覆盖显著提高了土壤CO_(2)的排放速率和排放量。谷壳层厚度和覆盖前林地补水量对土壤CO_(2)的排放速率和排放量影响显著;谷壳层越厚,土壤CO_(2)排放速率越高,15、25和35 cm 3种谷壳层厚度之间土壤CO_(2)排放速率差异极显著;覆盖前林地补水至湿润土层10 cm时,土壤CO_(2)排放速率显著高于湿润土层15 cm和20 cm;发热物质主要影响土壤CO_(2)的排放动态,鸡粪作为发热物质时土壤CO_(2)排放峰值出现在第3周,且峰值较高,并在第10周又出现小幅上升,枯饼和麦灰作为发热物质的排放峰值出现在第5周。发热物质、谷壳层厚度和覆盖前林地补水量3个覆盖因子两两之间的交互作用对土壤CO_(2)的排放速率影响显著。【结论】雷竹林林地覆盖增加了土壤CO_(2)的排放量并改变了排放速率的动态变化规律,采用麦灰或枯饼作为发热物质,谷壳层厚度25 cm,覆盖前对林地补水至湿润土壤15 cm左右的林地覆盖模式,可以降低土壤CO_(2)的排放峰值和排放量。

添加生物炭对海南燥红壤N_(2)O和CO_(2)排放的影响

为探讨海南燥红壤N_(2)O和CO_(2)排放对生物炭添加的响应,通过室内培养试验分析生物炭加入后对土壤化学性质、NH+4-N和NO-3-N含量以及N_(2)O和CO_(2)排放通量及累积排放量的影响。试验设置CK(不施生物炭)、B1(2%生物炭)、B2(4%生物炭)、B3(6%生物炭)4个处理。结果表明:添加生物炭后,土壤有机质、全氮和速效钾含量显著提高,较CK增幅分别为67.4%~246.6%、38.6%~90.9%和696.0%~1764.7%。相比于CK,不同量生物炭添加后均导致了NH+4-N和NO-3-N含量降低,总体上,不同处理NH+4-N浓度表现为CK>B3>B2>B1,NO-3-N含量表现为CK>B1>B2>B3;随培养时间增加,各处理NH+4-N浓度呈下降趋势,NO-3-N含量呈上升趋势。生物炭施用延后了N_(2)O排放通量出现峰值的时间。各处理之间N_(2)O和CO_(2)排放通量的变化过程大致表现出一致的趋势,即随培养时间延长,N_(2)O排放通量先升高后降低,CO_(2)排放通量先升高后趋于稳定。和CK相比,生物炭添加不同程度地促进了N_(2)O和CO_(2)排放,B1、B2和B3处理下N_(2)O累积排放量分别增加了399.2%、494.2%和194.5%,CO_(2)排放总量分别增加了87.6%、153.3%和147.6%。本研究结果显示,生物炭施用短期内促进了土壤N_(2)O和CO_(2)的排放通量。

生物炭对烤烟根系特性和土壤CO_(2)排放的影响

为探究生物炭对烤烟根系特性和土壤CO_(2)排放的影响,通过在贵州威宁黑石科技园开展长期定位试验,设置不施生物炭(CK)、施用生物炭15、40 t/hm^(2)共3个处理,研究生物炭不同施用量对烤烟根系形态特征和CO_(2)排放的影响。结果表明,与不施生物炭处理相比,施用15 t/hm^(2)生物炭提高了烤烟总根体积0.9%~7.3%,烟田土壤CO_(2)排放累积量和碳排放累积量均降低了3.4%,还可在一定程度上改善土壤物理性质,提高烤烟生长前期土壤温度,降低土壤湿度。高量施用生物炭40 t/hm^(2)会抑制烤烟根系生长,降低烤烟总根体积,增加土壤CO_(2)排放量。相关性分析表明,烤烟根系与土壤CO_(2)排放量的关系紧密。因此,施用15 t/hm^(2)生物炭有利于改良植烟土壤环境,促进烤烟根系生长,降低植烟土壤CO_(2)排放。

厚竹笋用林冬季二次覆盖措施对土壤温度及CO_(2)排放的影响

为探索笋用林在冬季采用二次覆盖措施的土壤温度和CO_(2)排放速率及动态变化情况,分析枯饼施用量和谷壳覆盖层厚度对土壤温度和CO_(2)排放速率的影响,为凝练高效低碳覆盖模式提供参考,设计枯饼(发热物质)施用量15和18 t·hm^(-2)、谷壳层(保温材料)厚度30和40 cm,分2次覆盖于林地,共4种覆盖模式,预埋地温计每天观测土壤温度,采用Li-8100A土壤碳通量自动测定系统每天测定土壤CO_(2)排放速率。结果表明,厚竹笋用林冬季林地二次覆盖措施对土壤温度和CO_(2)排放速率均有显著影响(P<0.05)。覆盖期内土壤温度呈现双峰型动态曲线变化,第1次和第2次覆盖后均出现一个明显的高温峰值区;土壤CO_(2)排放速率呈现单峰型动态曲线变化,峰值出现在第2次覆盖后。不同覆盖模式间土壤温度和CO_(2)排放速率的动态变化规律相似,但峰谷值存在显著差异(P<0.05)。随着枯饼施用量的增加和谷壳覆盖层厚度的增厚,土壤温度升高,CO_(2)排放速率加快;谷壳覆盖层厚度是影响土壤温度和CO_(2)排放的主要因子,30和40 cm谷壳层厚度之间的土壤温度和CO_(2)排放速率均存在显著差异(P<0.05),15与18t·hm^(-2)枯饼施用量间的土壤温度和CO_(2)排放速率差异性不显著(P>0.05)。土壤温度与土壤CO_(2)排放速率之间存在显著正相关性。厚竹笋用林林地冬季二次覆盖措施可显著提高土壤温度和CO_(2)排放速率,综合考虑增温及低碳排放效果,二次覆盖时,以第1次覆盖施用枯饼7.5 t·hm^(-2)、覆盖谷壳10 cm,第2次覆盖施用枯饼10.5 t·hm^(-2)、覆盖谷壳20 cm的模式较好。

极端降水条件下土壤中O_(2)浓度对CO_(2)和N_(2)O浓度变化的调控作用

在干旱和半干旱区,降水是农田土壤温室气体排放的重要驱动因素,但极端降水条件下温室气体(CO_(2)、N_(2)O)浓度、排放特征及其与土壤O_(2)动态变化的关系尚不清楚。针对3种土壤管理措施(不施肥、施氮肥、秸秆还田),模拟极端降水(单次100 mm)条件下,高频率监测3种管理措施土壤O_(2)、CO_(2)和N_(2)O浓度及其地表CO_(2)、N_(2)O通量。与对照(单次10 mm)相比,极端降水条件下不施肥、施氮肥、秸秆还田3种处理N_(2)O累积排放量分别增加310%、440%和190%;CO_(2)累积排放量分别增加27%、1%和−11%;地表CO_(2)、N_(2)O通量与土壤CO_(2)、N_(2)O浓度动态变化基本一致,并存在显著正相关关系(P<0.05)。极端降水后土壤中O_(2)浓度呈现先降低后升高的趋势,而CO_(2)、N_(2)O浓度变化则呈相反趋势;土壤中CO_(2)、N_(2)O浓度与O_(2)浓度均呈显著负相关关系(P<0.05);但随着O_(2)浓度的降低,CO_(2)呈生长曲线型增长,而N_(2)O呈指数型增长。极端降水条件下土壤中O_(2)、CO_(2)和N_(2)O浓度变化达到峰值的时间较早。极端降水在促进土壤O_(2)浓度消耗的同时,也促进了土壤温室气体的产生与排放。本研究结果为明确雨养区农田土壤温室气体的排放机制提供了理论支撑。

西藏高寒地区冷季圈舍环境参数及其与舍饲牦牛增重的关系

为深入了解西藏高寒地区冷季圈舍环境参数及其与舍饲牦牛增重的关系,本研究在拉萨市的林周县、当雄县和尼木县典型牦牛养殖场,分别随机挑选20头牦牛于1~3月进行为期79 d的全舍饲饲养,并监测牛舍内温度、湿度及CO_(2)、PM2.5和PM10浓度等环境参数和牦牛日增重。结果表明:试验期内,3县牛舍内温度、湿度差异显著,尼木县牛舍内平均温度和湿度最高,分别为3.96℃和38.19%,林周县分别为1.50℃和25.33%,当雄县分别为-3.83℃和36.21%;尼木县牛舍内CO_(2)浓度最高(961.19 mg/m^(3)),当雄县次之(879.35 mg/m^(3)),林周县最低(837.65mg/m^(3));PM2.5和PM10浓度为林周县最高,尼木县次之,当雄县最低。各县牛舍内1~3月温度呈上升趋势,其他环境参数变化趋势不一致。各县牦牛日增重存在显著差异,其中尼木县最高(587.91g/d),当雄县次之(321.53g/d),林周县最低(262.14 g/d)。回归分析表明,牦牛日增重与牛舍内温度、CO_(2)浓度存在正相关关系,与湿度、PM2.5和PM10浓度无直接关系。由以上结果可见,在冷季漫长的西藏高寒地区改善牛舍环境有益于提高牦牛生产性能。