999精品在线视频,手机成人午夜在线视频,久久不卡国产精品无码,中日无码在线观看,成人av手机在线观看,日韩精品亚洲一区中文字幕,亚洲av无码人妻,四虎国产在线观看 ?

長期連作及秸稈還田棉田土壤呼吸變化特征

2015-12-07 02:28:02劉軍黃金花楊志蘭魏飛劉建國
生態環境學報 2015年5期

劉軍,黃金花,楊志蘭,魏飛,劉建國

石河子大學農學院/新疆兵團綠洲生態農業重點實驗室,新疆 石河子 832003

長期連作及秸稈還田棉田土壤呼吸變化特征

劉軍,黃金花,楊志蘭,魏飛,劉建國

石河子大學農學院/新疆兵團綠洲生態農業重點實驗室,新疆 石河子 832003

利用棉花長期連作定位試驗田,探究秸稈還田下棉田土壤呼吸日變化和季節變化以及碳排放隨著連作年限增加的變化特征,揭示長期連作棉田碳排放量與不同土層土壤有機碳和微生物量碳含量的關系,為衡量和評價長期連作及秸稈還田的生態效應提供理論依據。試驗田設有連作5 a、10 a、15 a、20 a、25 a和30 a的棉花秸稈連年還田小區,采用LI-8100土壤碳通量測定儀測定棉田土壤呼吸速率的日變化和季節變化,根據棉花生育期的天數和土壤呼吸速率計算出棉花各個生育期的土壤碳排放量,并分析了土壤碳排放與有機碳和微生物量碳含量的關系。研究結果表明,秸稈還田不同連作年限棉田土壤呼吸速率日變化和季節變化差異表現為隨著連作年限的增加整體上呈現增加的變化趨勢,30 a 最大,5 a最??;不同連作年限棉田土壤呼吸速率日變化均表現相同的規律,呈現單峰曲線,在15:00達到峰值,最小值均在凌晨05:00出現;不同連作年限棉田土壤呼吸速率隨著季節的變化呈現先升高后下降的趨勢,7月下旬土壤呼吸速率最高,30 a土壤呼吸速率比5、10、15、20、25 a增加4.96%、4.33%、1.98%、2.52%、1.31%。隨著連作年限增加棉花各個生育期及全生育期土壤碳排放量整體上呈現逐漸增加的變化趨勢,相同連作年限棉花不同生育期土壤碳排放量差異表現為鈴期>苗期>花期>蕾期>絮期,鈴期土壤碳排放量最高,不同連作年限棉田鈴期碳排放量占全生育期總碳排放量的25.48%~25.60%。長期連作及秸稈還田棉田土壤碳排放量與0~20 cm土層土壤總有機碳含量及兩個土層微生物量碳含量呈顯著的線性相關關系(P<0.05),與20~40 cm土層土壤總有機碳含量呈極顯著的線性相關關系(P<0.01),土壤碳排放與有機碳的線性相關性高于與微生物量碳的線性相關性,土壤碳排放與20~40 cm土層土壤有機碳及微生物量碳的線性相關性高于與0~20 cm土層的線性相關性。這表明秸稈還田下不同連作年限棉田土壤呼吸速率表現出明顯的日變化和季節變化規律,并且隨著秸稈還田年限的增加土壤碳排放量具有增加的趨勢。關鍵詞:連作及秸稈還田;土壤呼吸速率;土壤碳排放;土壤總有機碳;土壤微生物量碳

土壤呼吸是陸地生態系統碳循環的重要組成部分(Chang等,2014),主要包括土壤中植物根系、動物及微生物呼吸的3個生物學過程和含碳礦物質產生化學氧化的一個非生物學過程(Singh和Gupta,1977;Raich和 Schlesinger,1992),其不僅能夠反應土壤的生物活性而且還可以作為表征土壤物質代謝強度、土壤質量和肥力的重要生物學指標(臧逸飛等,2015;張慶忠等,2005)。在土壤呼吸中以植物根系和土壤微生物呼吸為主,但土壤呼吸易受到生物因子如植被類型、土壤微生物等以及非生物因子如土壤溫度、濕度、透氣性、容重和pH等土壤環境條件及理化性質的影響而發生改變(Dilustro等,2005;韓廣軒和周廣勝,2009;張彥軍等,2013;侯建峰等,2014)。在陸地生態系統中,與森林和草原等其它生態系統相比,農田生態系統是陸地碳循環中最活躍的碳庫,受人為干擾最為強烈,不同的土地利用方式和農業管理措施(如施肥、灌溉、田間耕作方式等)會改變土壤環境條件,從而對土壤呼吸產生影響(高會議等,2009;張丁辰等,2013;張賽等,2014)。秸稈還田是保護性耕作中一項重要的措施,其能夠增加土壤有機碳含量,為土壤微生物的代謝活動提供了豐富的碳源,并可以通過改善土壤理化性質及環境來促進土壤微生物的代謝活動,從而增加土壤CO2的釋放速率(Xu等,2011;李瑋等,2012;張曉雨等,2014)。因此,許多學者研究表明秸稈還田能夠對農田土壤呼吸產生顯著的影響,張慶忠等(2005)研究表明隨著秸稈還田量的增加,土壤呼吸通量顯著增加;李瑋等(2012)研究發現玉米季秸稈行間掩埋區平均土壤呼吸速率高于秸稈覆蓋和秸稈移除;王丙文等(2013)研究發現玉米秸稈還田能夠增加冬小麥田土壤呼吸速率;趙亞麗等(2014)研究認為秸稈還田增加了冬小麥季的土壤呼吸速率,卻顯著降低了夏玉米季的土壤呼吸速率。

新疆是我國最大的植棉區,棉田種植面積占宜棉區耕地面積的70%左右,棉花種植布局集中,輪作倒茬困難,棉花連作現象嚴重(劉軍等,2012)。秸稈還田作為農田培肥的必要措施之一,新疆兵團農場在棉花收獲后秸稈全量粉碎還田,形成連作及秸稈還田的棉花栽培管理模式(劉建國等,2008)。盡管許多學者在耕作方式、秸稈覆蓋及秸稈不同還田方式對不同類型農田土壤呼吸的影響方面做出了大量研究,但是基于秸稈還田下長期連作棉田土壤呼吸變化特征卻鮮有報道。因此,本文利用棉花長期連作定位試驗田,探究秸稈還田下不同連作年限棉田土壤呼吸變化特征、碳排放規律,揭示碳排放與土壤有機碳和微生物量碳的關系,為衡量和評價長期連作及秸稈還田的生態效應提供理論依據,為綠洲棉田合理應用秸稈還田技術提供科學的理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗小區位于石河子大學農學院試驗站(86°03′ E,45°19′ N)長期連作定位試驗田。海拔443 m,年平均日照時間達2865 h,大于10 ℃積溫為3480 ℃,無霜期160 d,多年平均降水量208 mm,平均蒸發量1660 mm,屬溫帶大陸性氣候,光照資源豐富而降雨稀少,溫度日較差大,為典型的綠洲灌溉農業區。

1.2 田間試驗設計

本試驗在石河子大學農學院試驗站棉花長期連作定位試驗田進行,設有秸稈還田模式下連作 5 a、10 a、15 a、20 a、25 a和30 a棉田連作小區,分別標記為5 a、10 a、15 a、20 a、25 a和30 a,共計6個處理,每個處理3次重復。各個小區土壤均取自農八師石河子總場三分場二連,按0~20、20~40和40~60 cm分層取土,按原層次放入長期連作定點微區試驗田內,土壤初始背景值相近。棉花秸稈還田連作模式是每年秋季棉花收獲后將全部秸稈用鍘刀切成5~8 cm,即模擬大田生產棉花秸稈還田機械還田方式,入冬前結合施化肥翻入耕層,然后冬灌;棉花無秸稈還田連作模式是棉花收獲后將全部秸稈帶出農田,然后施化肥、翻耕、冬灌。每處理1.5 m ×1.5 m,不同處理間用厚塑料膜隔開,每處理 3次重復。棉花品種為“新陸早 46號”,按“30+60+30”寬窄行距配置,采用膜下滴灌,4月18日播種,留苗密度為每公頃19.8×104株,7月6日打頂。全生育期滴灌 11次,滴灌總量 5400 m3·hm-2,共施純氮495 kg·hm-2,30%基施,其余隨水滴施,其他管理措施同一般大田管理。

1.3 指標測定與計算方法

1.3.1 土壤呼吸測定

土壤呼吸的測定參照張前兵利用的測定方法(張前兵等,2012)。于 2014年棉花生長期間選擇晴朗無風或少云的天氣,用 LI-8100(Li-Cor Inc., Lincoln, NE, USA)開路式土壤碳通量測定系統進行田間土壤呼吸測定。棉花播種出苗后開始第1次測定,以后每隔10 d左右測定1次,每次測定時間為北京時間 11:00─14:00。在棉花生長旺盛的花鈴期(2014年7月23日)連續測定2次日變化,測定頻率為白天1次/2 h(10:00─20:00),夜間1次/3 h(23:00─次日08:00),為避免由于測量時間差異而導致的試驗系統誤差,不同處理采用輪回測量的方法,每次測量順序均與第1次測量順序相同,以避免由于測量時間差異而導致的試驗結果誤差。為減少對土壤表層的干擾,土壤呼吸室放置在測定基座上,測定基座為高11.5 cm、內徑20 cm的聚氯乙烯(Polyvinyl chloride,PVC)圈,測定基座嵌入土壤后露出土壤表面2 cm,測定基座在安置到土壤里的1 d(24 h)后進行田間土壤呼吸的第1次測定。

1.3.2 土壤碳排放的計算

根據文獻(張宇等,2009;張前兵等,2012),CO21 μmol·m-2·s-1=C 1.0368 g·m-2·d-1,根據棉花生育期的天數,將土壤呼吸速率換算成整個生育期的土壤碳排放量(kg·hm-2,以C計)。

1.3.3 土壤總有機碳及微生物量碳的測定

土壤有機碳測定采用重鉻酸鉀容量-外加熱法(鮑士旦,2010),土壤微生物量碳測定參照 Vance采用的氯仿熏蒸-K2SO4浸提法(Vance等,1987)。

1.4 數據統計與分析

運用Excel 2003繪圖及SPSS 19.0對實驗數據進行統計分析。

2 結果分析

2.1 長期連作及秸稈還田棉田土壤呼吸速率變化

2.1.1 土壤呼吸速率的日變化規律

不同連作年限及秸稈還田棉田土壤呼吸速率的日變化表現出明顯的晝夜變化規律(圖1),各個處理均呈單峰曲線。白天土壤呼吸速率顯著高于夜間,從 09:00─15:00土壤呼吸速率逐漸升高,從15:00─05:00土壤呼吸速率逐漸降低,05:00以后土壤呼吸速率又開始逐漸上升,土壤呼吸速率在13:00─17:00最高,在15:00達到峰值,5 a、10 a、15 a、20 a、25 a和30 a土壤呼吸速率日變化最大值分別為(5.18±0.03)、(5.26±0.06)、(5.41±0.03)、(5.34±0.04)、(5.51±0.06)、(5.59±0.07) μmol·m-2·s-1;不同連作年限棉田土壤呼吸速率最小值均在凌晨05:00出現,5 a、10 a、15 a、20 a、25 a和30 a土壤呼吸速率日變化最小值分別為(3.68±0.05)、(3.74±0.03)、(3.92±0.04)、(3.87±0.05、(3.98±0.08)、(4.03±0.04) μmol·m-2·s-1。秸稈還田不同連作年限間土壤呼吸速率差異表現為隨著連作年限的增加呈現先增加后降低然后又逐漸增加的變化趨勢,30 a最大,5 a最小,在15:00時30 a土壤呼吸速率比5 a、10 a、15 a、20 a、25 a增加9.61%、7.85%、2.72%、4.13%、1.34%。不同連作年限秸稈還田棉田日變化的土壤呼吸速率隨著連作年限的增加而增大,這表明秸稈還田能夠促進長期連作棉田日變化的土壤呼吸速率。

圖1 秸稈不同還田年限棉田土壤呼吸速率的日變化Fig. 1 Diurnal variations of soil respiration of continuous cropping cotton field under different years of straw incorporation

2.1.2 土壤呼吸速率季節變化特征

秸稈還田下不同連作年限棉田土壤呼吸速率隨著季節的變化均呈現先升高后下降的趨勢(圖2),從5月下旬到7月下旬隨著氣溫的升高,棉花植株和根系開始迅速生長,土壤微生物代謝活動也開始增強,棉田土壤呼吸速率逐漸增大,7月下旬溫度達到最高各個連作年限棉田土壤呼吸速率達到最大,從7月下旬到9月上旬氣溫開始逐漸降低,各個處理棉田土壤呼吸速率逐漸降低,7月下旬土壤平均呼吸速率最高,5 a、10 a、15 a、20 a、25 a和 30 a土壤呼吸速率分別為(4.90±0.08)、(4.93±0.07)、(5.05±0.09)、(5.02±0.09)、(5.08±0.011)、(5.15±0.11) μmol·m-2·s-1。9月上旬5 a土壤呼吸速率最低,為(4.25±0.06) μmol·m-2·s-1。秸稈不同還田年限的各個處理季節變化呈現一致的規律性。各個測定時期不同連作年限間土壤呼吸速率差異表現為30 a>25 a>20 a=15 a>10 a>5 a,30 a最大,5 a最小;7月下旬30 a土壤呼吸速率分別比5 a、10 a、15 a、20 a、25 a增加4.96%、4.33%、1.98%、2.52%、1.31%。這表明秸稈還田棉田連作年限越長土壤呼吸速率越高,秸稈還田能夠促進連作年限棉田季節變化的土壤呼吸速率。

圖2 秸稈不同還田年限棉田土壤呼吸速率的季節變化Fig. 2 Seasonal variations of soil respiration of continuous cropping cotton field under different years of straw incorporation

表1 長期連作及秸稈還田棉田棉花不同生育期土壤碳排放量Table 1 Soil carbon emission during cotton growth season of continuous cropping cotton field under straw incorporation kg·hm-2,以C計

2.2 長期連作及秸稈還田棉田土壤碳排放特征

秸稈還田下不同連作年限棉田土壤碳排放特征如表1所示,棉花全生育期土壤碳排放總量30 a最高,5 a最低,30 a土壤碳排放量比5 a、10 a、15 a、20 a、25 a分別增加了4.26%、3.06%、1.28%、1.96%、0.96%,隨著連作年限增加棉花全生育期土壤碳排放量整體上呈現逐漸增加的變化趨勢。相同連作年限棉花不同生育期土壤碳排放量差異表現為鈴期>苗期>花期>蕾期>絮期,鈴期土壤呼吸速率大碳排放量最高,不同連作年限棉田鈴期碳排放量占全生育期總碳排放量的25.48%~25.60%;而吐絮期持續時間短且土壤溫度低土壤呼吸速率小碳排放量相比其它生育期較小,占全生育期總碳排放量的11.16%~11.32%。在各個棉花生育期不同連作年限棉田土壤碳排放量變化規律與全生育期總土壤碳排放量一致,隨著連作年限的增加整體上呈現增加的變化趨勢,30年土壤碳排放量最高,顯著高于5年,而與其它處理沒有顯著差異,鈴期30年土壤碳排放量比5、10、15、20、25年分別增加了4.43%、3.47%、1.47%、1.98%、0.86%。這表明秸稈還田棉田連作年限越長土壤碳排放量越大,秸稈還田棉田土壤碳排放量隨著連作年限的增加而增大。

2.3 土壤碳排放與土壤總有機碳及微生物量碳的關系

長期連作及秸稈還田棉田土壤碳排放量與0~20 cm和20~40 cm土層土壤有機碳、微生物量碳含量的回歸分析如圖3所示,長期連作及秸稈還田棉田土壤碳排放量與0~20 cm土層土壤總有機碳含量及0~20 cm和20~40 cm土層微生物量碳含量呈顯著的線性相關關系(P<0.05),與20~40 cm土層土壤總有機碳含量呈極顯著的線性相關關系(P<0.01),隨著土壤有機碳含量及微生物量碳含量的增加棉田土壤碳排放量增加。土壤碳排放與0~20 cm和20~40 cm土層土壤有機碳的回歸方程相關系數分別為r=0.8583和r=0.9506,高于土壤碳排放量與0~20 cm和20~40 cm土層土壤微生物量碳的回歸方程相關系數r=0.7879和r=0.8386,并且土壤碳排放與20~40 cm土層土壤有機碳及微生物量碳的回歸方程相關系數皆高于0~20 cm土層,這表明土壤碳排放與有機碳的線性相關性高于土壤碳排放與微生物量碳的線性相關性,土壤碳排放與20~40 cm 土層土壤有機碳及微生物量碳的線性相關性高于土壤碳排放與0~20 cm土層土壤有機碳及微生物量碳的線性相關性。

圖3 長期連作及秸稈還田棉田土壤碳排放量與不同土層土壤有機碳、微生物量碳含量的回歸分析Fig. 3 The regression analysis between the soil carbon emission and the soil organic carbon content, soil microbial biomass carbon content at different layer of continuous cropping cotton field under straw incorporation

3 討論

許多學者研究表明土壤呼吸速率具有明顯的晝夜變化及季節變化規律(Bajracharya等,2000;喬云發等,2007),本文研究表明,不同連作年限及秸稈還田棉田土壤呼吸速率的日變化表現出明顯的晝夜變化規律,各個處理均呈單峰曲線,土壤呼吸速率隨著季節的變化均呈現先升高后下降的趨勢,秸稈還田下不同連作年限棉田土壤呼吸速率日變化和季節變化隨著連作年限的增加整體上呈現增加的變化趨勢。土壤呼吸速率的日變化和季節變化規律與溫度的日變化和季節變化趨勢相近(陳述悅等,2004;魏書精等,2013)。土壤呼吸以植物根系和土壤微生物呼吸為主,溫度升高會使土壤微生物呼吸和根系呼吸作用增強,進而導致土壤呼吸速率增大,反之,溫度降低土壤呼吸速率減小。因此,土壤呼吸速率日變化和季節變化表現出不同的差異規律。不同秸稈還田年限棉田土壤呼吸速率有所差異,這是因為秸稈還田能夠改善土壤結構、提高土壤孔隙度、降低土壤容重(Coelho和 Or,1999),有利于增加土壤的通氣性及導溫性,為微生物的代謝活動創造良好的環境條件,加快土壤有機質分解和轉化速率,增強土壤與外界的物質循環和能量流動,進而土壤呼吸速率增大(張賽和王龍昌,2013)。另外,溫度是影響土壤呼吸速率的重要環境因子(齊麗彬等,2008),秸稈還田具有一定的增溫效應(陳玉章,2013),這也可能是導致秸稈還田下不同連作年限棉田土壤呼吸速率表現出差異的原因之一。

農田生態系統碳排放是陸地生態系統碳排放中重要的組成部分,而影響農田土壤碳排放的因素眾多,如溫度、水分、土壤性質、施肥、秸稈還田、耕作措施等均會影響碳的排放(張玉銘等,2011),其中秸稈還田是最重要的人為因素之一。許多學者研究認為秸稈還田對農田土壤碳排放具有顯著的影響,秸稈還田后在土壤中進行腐解,一部分經微生物分解直接以CO2形式排放到大氣中,另一部分則通過微生物的降解作用進入土壤中。秦越等(2014)研究認為小麥秸稈還田能夠增加土壤 CO2排放、水溶性有機碳含量和有機質含量;黃濤等(2013)研究表明小麥玉米秸稈還田能夠促進冬小麥/夏玉米輪作體系土壤CO2排放量增加;張慶忠等(2005)的研究發現隨著小麥秸稈還田量的增加,土壤CO2排放量也增加。本文研究結果表明隨著連作年限增加秸稈還田棉田棉花各個生育期及全生育期土壤碳排放量整體上呈現逐漸增加的變化趨勢,這與前人的研究結果一致。棉花秸稈還田后,一方面使土壤微生物活性增強,釋放出大量的CO2;另一方面,長期連年秸稈還田逐漸改善了土壤的理化性質,增加土壤有機質的積累,促進根系的生長與發育,從而增加土壤CO2排放,因此,不同秸稈還田年限棉田土壤碳排放表現出差異性。大量研究表明秸稈還田能夠增加農田土壤有機碳及微生物量碳等活性碳庫組分含量。秦越等(2014)研究發現土壤CO2排放總量與土壤有機質含量正相關;臧逸飛等(2015)研究表明土壤微生物生物量碳、土壤呼吸與土壤有機質呈極顯著的相關性;張前兵(2013)研究認為棉田土壤碳排放量與不同層次土壤有機碳含量呈顯著或極顯著的正相關關系。本文也得出了相似的研究結果,長期連作及秸稈還田棉田土壤碳排放量與土壤總有機碳含量及微生物量碳含量呈顯著的線性相關關系,土壤碳排放與有機碳的線性相關性高于與微生物量碳的線性相關性。

4 結論

(1)秸稈還田下不同連作年限棉田土壤呼吸速率日變化和季節變化隨著連作年限的增加整體上呈現增加的變化趨勢,30 a最大,5 a最??;不同連作年限棉田土壤呼吸速率日變化均表現相同的規律,呈現單峰曲線,在15:00達到峰值,最小值均在凌晨05:00出現;不同連作年限棉田土壤呼吸速率隨著季節的變化呈現先升高后下降的變化趨勢,7月下旬土壤呼吸速率達到最高。

(2)隨著連作年限增加秸稈還田棉田各個生育期及全生育期土壤碳排放量整體上呈現逐漸增加的變化趨勢,相同連作年限棉花不同生育期土壤碳排放量差異表現為鈴期>苗期>花期>蕾期>絮期,鈴期土壤碳排放量最高,不同連作年限棉田鈴期碳排放量占全生育期總碳排放量的25.48%~25.60%。

(3)長期連作及秸稈還田棉田土壤碳排放量與土壤總有機碳含量及微生物量碳含量呈顯著的線性相關關系,土壤碳排放與有機碳的線性相關性高于與微生物量碳的線性相關性,土壤碳排放與20~40 cm土層土壤有機碳及微生物量碳的線性相關性高于與0~20 cm土層的線性相關性。

BAJRACHARYA R M, LAL R, KINBLE J M. 2000. Diurnal and seasonal CO2-C flux from soil as related to erosion phases in central Ohio [J]. Soil Science Society of America Journal, 64: 286-293.

CHANG C T, SABATé S, SPERLICH D, et al. 2014. Does soil moisture overrule temperature dependency of soil respiration in Mediterranean riparian forests [J]. Biogeosciences, 11: 7991-8022.

COELHO E F, OR D. 1999. Root distribution and water uptake patterns of corn under surface and subsurface drip irrigation [J]. Plant Soil, 206(2): 123-136.

DILUSTRO J J, COLLINS B, DUNCAN L, et al. 2005. Moisture and soil texture effects on soil CO2efflux components in southeastern mixed pine forests [J]. Forest Ecology and Management, 204(1): 85-95.

RAICH J W, SCHLESINGER W H. 1992. The global carbon dioxide flux in soil respiration and its relationship to vegetation and climate [J]. Tellus Series B-Chemical and Physical Meteorology, 44(2): 81-99.

SINGH J S, GUPTA S R. 1977. Plant decomposition and soil respiration in terrestrial ecosystems [J]. The Botanical Review, 43(4): 449-528.

VANCE E D, BROOKES P C, JENKINSON D S. 1987. An extraction method for measuring soil microbial biomass C [J]. Soil Biology and Biochemistry, 19(6): 703-707.

XU M G, LOU Y L, SUN X L, et al. 2011. Soil organic carbon active fractions as early indicators for total carbon change under straw incorporation [J]. Biology and Fertility of Soils, 47(7): 745-752.

鮑士旦. 2010. 土壤農化分析[M]. 3版. 北京:中國農業出版社: 30-34.

陳述悅, 李俊, 陸佩玲, 等. 2004. 華北平原麥田土壤呼吸特征[J]. 應用生態學報, 15(9): 1552-1560.

陳玉章. 2013. 不同覆蓋和秸稈還田方式對旱作小麥土壤溫度的影響[D].蘭州: 甘肅農業大學: 70.

高會議, 郭勝利, 劉文兆, 等. 2009. 黃土旱塬區冬小麥不同施肥處理的土壤呼吸及土壤碳動態[J]. 生態學報, 29(5): 2551-2559.

韓廣軒, 周廣勝. 2009. 土壤呼吸作用時空動態變化及其影響機制研究與展望[J]. 植物生態學報, 33(1): 197-205.

侯建峰, 呂曉濤, 王超, 等. 2014. 中國北方草地土壤呼吸的空間變異及成因[J]. 應用生態學報, 25(10):2840-2846.

黃濤, 仇少君, 杜娟, 等. 2013. 碳氮管理措施對冬小麥/夏玉米輪作體系作物產量、秸稈腐解、土壤 CO2排放的影響[J]. 中國農業科學, 46(4):756-768.

李瑋, 張佳寶, 張叢志. 2012. 秸稈還田方式和氮肥類型對黃淮海平原夏玉米土壤呼吸的影響[J]. 中國生態農業學報, 20(7):842-849.

劉建國, 卞新民, 李彥斌, 等. 2008. 長期連作和秸稈還田對棉田土壤生物活性的影響[J]. 應用生態學報, 19(5): 1027-1032.

劉軍, 唐志敏, 劉建國, 等. 2012. 長期連作及秸稈還田對棉田土壤微生物量及種群結構的影響[J]. 生態環境學報, 21(8): 1418-1422.

齊麗彬, 樊軍, 邵明安, 等. 2008. 黃土高原水蝕風蝕交錯帶不同土地利用類型土壤呼吸季節變化及其環境驅動[J]. 生態學報, 28(11): 5428-5436.

喬云發, 苗淑杰, 王樹起, 等. 2007. 不同施肥處理對黑土土壤呼吸的影響[J]. 土壤學報, 44(6): 1028-1035.

秦越, 李彬彬, 武蘭芳. 2014. 不同耕作措施下秸稈還田土壤CO2排放與溶解性有機碳的動態變化及其關系[J]. 農業環境科學學報, 33(7): 1442-1449.

王丙文, 遲淑綺, 田慎重, 等. 2013. 不同玉米秸稈還田方式對冬小麥田土壤呼吸的影響[J]. 應用生態學報, 24(5): 1374-1380.

魏書精, 羅碧珍, 孫龍, 等. 2013. 森林生態系統土壤呼吸時空異質性及影響因子研究進展[J]. 生態環境學報, 22(4): 689-704.

臧逸飛, 郝明德, 張麗瓊, 等. 2015. 26年長期施肥對土壤微生物量碳、氮及土壤呼吸的影響研究[J]. 生態學報, 35(5): 1-10.

張丁辰, 蔡典雄, 代快, 等. 2013. 旱作農田不同耕作土壤呼吸及其對水熱因子的響應[J]. 生態學報, 33(6): 1916-1925.

張前兵, 楊玲, 王進, 等. 2012. 干旱區不同灌溉方式及施肥措施對棉田土壤呼吸及各組分貢獻的影響[J]. 中國農業科學, 45(12): 2420-2430.

張前兵. 2013. 干旱區不同管理措施下綠洲棉田土壤呼吸及碳平衡研究[D]. 石河子: 石河子大學: 46.

張慶忠, 吳文良, 王明新, 等. 2005. 秸稈還田和施氮對農田土壤呼吸的影響[J]. 生態學報, 25(11): 2883-2887.

張賽, 王龍昌. 2013. 秸稈還田方式對土壤呼吸和作物生長發育的影響[J]. 西南大學學報: 自然科學版, 35(11): 43-48.

張賽, 王龍昌, 張曉雨, 等. 2014. 紫色土丘陵區保護性耕作下旱地土壤呼吸及影響因素[J]. 土壤學報, 51(3): 520-530.

張曉雨, 張賽, 王龍昌, 等. 2014. 秸稈覆蓋條件下小麥生長季根系呼吸對土壤呼吸作用的貢獻[J]. 環境科學學報, 34(11): 2846-2852.

張彥軍, 郭勝利, 劉慶芳, 等. 2013. 田間條件下黑壚土基礎呼吸的季節和年際變化特征[J]. 生態學報, 33(22): 7270-7276.

張宇, 張海林, 陳繼康, 等. 2009. 耕作方式對冬小麥田土壤呼吸及各組分貢獻的影響[J]. 中國農業科學, 42(9): 3354-3360.

張玉銘, 胡春勝, 張佳寶, 等. 2011. 農田土壤主要溫室氣體(CO2、CH4、N2O)的源/匯強度及其溫室效應研究進展[J]. 中國生態農業學報, 19(4): 240-249.

趙亞麗, 薛志偉, 郭海斌, 等. 2014. 耕作方式與秸稈還田對土壤呼吸的影響及機理[J]. 農業工程學報, 30(19): 155-165.

Soil Respiration Variation Characteristics of Continuous Cropping and Straw Incorporation Cotton Field

LIU Jun, HUANG Jinhua, YANG Zhilan, WEI Fei, LIU Jianguo
Agricultural College, Shihezi University/Key Laboratory of Oasis Ecology Agriculture of Xinjiang Bingtuan, Shihezi 832003, China

In this paper, the use of long-term continuous cropping of cotton located experimental plot, exploring cotton soil respiration diurnal and seasonal changes as well as carbon emissions increased with continuous cropping of variation under straw returning, revealimg the long-term continuous cropping of cotton field relationship between the carbon emissions and different soil organic carbon and soil microbial biomass carbon content, providing a theoretical basis for measuring and evaluating the long-term ecological effects of continuous cropping and straw returning. Experimental field which cotton straw were returned into the soil had six continuous cropping plots, such as 5, 10, 15, 20, 25 and 30 years. Diurnal variations and seasonal variations of soil respiration rate in cotton field was measured by LI-8100 automated soil CO2efflux system, according to the growth stages of days and soil respiration rate to calculate the carbon emissions of each growth stages, and analyzed the relationships between soil carbon emissions and organic carbon and microbial biomass carbon content. The results showed straw returning continuous cropping years cotton soil respiration diurnal and seasonal variation showed a trend, with the increase of the over all increase in continuous cropping years, 30 year is maximum, 5 year is minimum. Different Cotton Soil respiration diurnal variation showed the same rule, showing a single peak, peaked at 15:00 and minimum occurred at 05:00. Soil respiration rate of continuous cropping cotton field changes with the seasons firstly increased then downward trend, the highest soil respiration rate in late July, 30 a soil respiration rate higher than 5 a, 10 a, 15 a, 20 a, 25 a increase of 4.96%, 4.33%, 1.98%, 2.52%, 1.31%. With the continuous cropping of cotton increased presented each growth period and growth period soil carbon emissions increasing trend overall. The same continuous cropping Years cotton in different growth period differences in soil carbon emissions showed: bolling stage > seedling stage > flowering stage > budding stage > boll opening stage, the highest carbon emissions was at bell soil, cropping in cotton boll growth stage of the carbon emissions accounted for total carbon emissions 25.48%~25.60%. Long-term continuous cropping of cotton and straw returning soil carbon emissions and 0~20 cm soil organic carbon content of the soil and two soil microbial biomass carbon content showed a significant linear correlation (P<0.05), soil carbon emissions and 20~40 cm soil total organic carbon content of the soil showed very significant linear correlation (P<0.01), the linear correlation between soil carbon emissions and organic carbon was higher than that in soil carbon emissions and microbial biomass carbon, the linear correlation between soil carbon emissions and 20~40 cm soil organic carbon content of the soil and microbial biomass carbon were higher than those in 0~20 cm soil. This indicates different continuous cropping Years of cotton in straw returning soil respiration shows significant diurnal and seasonal variation, and soil carbon emissions increased with the increase of straw returning years.

continuous crooping and straw incorporation cotton field; soil respiration rate; soil carbon emission; soil total organic carbon; soil microbial biomass carbon

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.05.011

S154.2;X144

A

1674-5906(2015)05-0791-06

劉軍,黃金花,楊志蘭,魏飛,劉建國. 長期連作及秸稈還田棉田土壤呼吸變化特征[J]. 生態環境學報, 2015, 24(5): 791-796.

LIU Jun, HUANG Jinhua,YANG Zhilan,WEI Fei, LIU Jianguo. Soil Respiration Variation Characteristics of Continuous Cropping and Straw Incorporation Cotton Field [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(5): 791-796.

國家自然科學基金項目(31260307)

劉軍(1988年生),男,碩士研究生,研究方向為綠洲生態與農作制度。E-mail:liujun_0378@163.com *通信作者:劉建國(1968年生),男,教授,研究方向為農田生態環境與農作制度。E-mail:l-jianguo@126.com

2015-01-18

主站蜘蛛池模板: 国产精品三级专区| 四虎在线观看视频高清无码| 亚洲熟女中文字幕男人总站| 亚洲无限乱码| 国产尤物jk自慰制服喷水| 丁香婷婷激情网| 亚洲国模精品一区| 4虎影视国产在线观看精品| 无码AV高清毛片中国一级毛片| 亚洲成a人片| 在线视频一区二区三区不卡| 国产网站一区二区三区| 亚洲欧美日韩视频一区| 国产粉嫩粉嫩的18在线播放91| 欧美一区福利| 一本久道久久综合多人| 伊人国产无码高清视频| 在线播放精品一区二区啪视频| 亚洲系列无码专区偷窥无码| 国产特级毛片aaaaaa| 国产人人乐人人爱| 国产欧美视频在线| 亚洲一区二区约美女探花| 中文字幕1区2区| 亚洲无码37.| 久久一本精品久久久ー99| 人妻中文久热无码丝袜| 久久国产精品波多野结衣| 亚洲色图狠狠干| 日韩a在线观看免费观看| 又爽又大又光又色的午夜视频| 激情影院内射美女| 日本在线视频免费| 午夜毛片免费看| 亚洲中文字幕av无码区| 看国产毛片| 久久动漫精品| 国产亚洲第一页| 久久精品人妻中文系列| 国产精品漂亮美女在线观看| 亚洲人成网18禁| 国产自视频| 午夜精品久久久久久久2023| 国产高潮视频在线观看| 色综合网址| 欧美日韩一区二区三区在线视频| 在线视频亚洲色图| 国产一级在线观看www色 | 91国语视频| 日韩国产综合精选| 中文字幕乱妇无码AV在线| 久久国产精品77777| 亚洲国产精品无码AV| 欧美不卡视频在线观看| 国产精品999在线| 久久午夜夜伦鲁鲁片不卡 | 91网站国产| 欧美日韩精品在线播放| 高潮毛片免费观看| 中美日韩在线网免费毛片视频| 精品夜恋影院亚洲欧洲| av大片在线无码免费| 一级一级特黄女人精品毛片| 国产精品美女网站| 97久久免费视频| 国产精品30p| 亚洲成人动漫在线观看 | 亚洲人成影院午夜网站| 亚洲午夜国产精品无卡| 精品少妇三级亚洲| 99这里精品| 夜色爽爽影院18禁妓女影院| 国产伦精品一区二区三区视频优播| 日韩天堂视频| 综合社区亚洲熟妇p| 久久精品国产亚洲AV忘忧草18| 欧美成人区| 国产成人无码Av在线播放无广告| 国产在线一区二区视频| 成人午夜免费观看| 综合色亚洲| 国产午夜人做人免费视频中文|