甘蔗葉子覆蓋對土壤呼吸的影響分析

【摘要】：現階段關于我國廣西地區甘蔗葉子覆蓋對土壤呼吸的相關研究較少，為彌補此處研究空白，本文對我國廣西地區甘蔗葉子覆蓋對土壤呼吸影響情況進行研究。探討3種不同土壤處理模式下，土壤二氧化碳呼吸狀況，進而分析甘蔗葉子覆蓋對土壤呼吸實質性作用，為保護我國生態環境，促進地區農業發展，貢獻一份力量。

【關鍵詞】：甘蔗葉子覆蓋；土壤呼吸；二氧化碳

土壤呼吸是陸地碳重要組成部分，是參與大氣循環的重要物質。從傳統意義上講，土壤呼吸參與大氣循環，影響大氣中二氧化碳濃度及含量，進而影響全球局部氣候。土壤生態系統作為陸地呼吸系統的重要組成部分，但土壤呼吸系統特別是農田呼吸系統容易受到人類生產活動影響，不同方式的耕作及處理方式均可影響土壤呼吸[1]。本文以廣西南寧馬山甘蔗葉子覆蓋對土壤呼吸的影響為例，探討其農業耕作模式對碳循環的影響，為保護環境、增殖農業生產提供基礎信息。

1、資料與方法

1.1一般資料

本次選擇的農田實驗點為百龍灘鎮勉圩村古日屯10畝旱地，百龍灘鎮勉圩村古日屯屬于廣西南寧馬山耕地較多的村落，經緯位置：北緯23°24′-24°20′，東經107°41′-104°29′，隸屬亞熱帶季風氣候，全年平均降雨量1667.6mm，年平均氣溫21.3°C。甘蔗生育期一般是一年。

1.2實驗設計

本次實驗時間開始于2016年1月，結束于2017年1月。實驗設計主要有10畝耕地，實驗品種為新臺糖22號。實驗處理方法主要有3種：A種 處理技術為清除農作物秸稈、葉子，翻耕開溝種植；按農民常規施肥；處理3畝耕地。B種 處理技術為粉碎甘蔗葉子，翻耕土壤，開溝種植甘蔗，將地里所有甘蔗葉子進行粉碎，直接覆蓋在田里，翻耕開溝種植； C種 為還田翻耕開溝種植甘蔗，將地里甘蔗葉子全部覆蓋在地里，即： 精細整地，深耕35—40cm以上，耙平、耙細，然后按行距90—100cm開好種植溝種植甘蔗；按配方施肥；然后覆蓋甘蔗葉子。處理3畝耕地。

1.3土壤呼吸測定方法

選取適當時間對耕地土壤進行測定，測定措施選擇原位靜態呼吸法：該方法需借助原位靜態堿液進行。研究人員將選取體積為300cm3土壤置于圓筒，將1.5N的NaOH溶液置于圓筒中土壤，讓土壤充分吸收溶液，同時將圓筒覆蓋塑料膜，扎緊。靜置24小時，送實驗室檢測。

1.4統計學分析

采用SPSS21.0軟件，對治療前后計數資料都以百分比表示，行t檢驗，計量資料以 表示，行X2檢驗，當P<0.05時表示統計學意義存在。

2、結果

2.1不同處理措施對土壤呼吸的影響

3種不同處理后的耕地在相同時間內進行取樣檢測發現，其土壤呼吸量均有不同。在2016年4月20日第一次取樣檢測發現，A、B兩種處理措施的土壤二氧化碳釋放量為3.90g·m-2·d-1，C種處理方法后土壤二氧化碳釋放量為7.80g·m-2·d-1；，A、B兩種處理后的土壤二氧化碳釋放量顯著低于C種處理措施（P<0.05）。

2.2甘蔗葉子覆蓋對土壤呼吸的季節性變化

甘蔗葉子覆蓋對土壤呼吸的季節性變化情況如下：2016年6月12日為土壤呼吸最強值13.34 g·m-2·d-1，最低值出現在2016年10月28日，為4.21 g·m-2·d-1。4、5、6月土壤呼吸數值穩定，為8.2 3g·m-2·d-1。

3、討論

甘蔗葉子覆蓋理論在十幾年前就已出現，但未能在我國大范圍實行。其原因較多，一是我國農業耕地較多，人口眾多，傳統農耕思想嚴重影響農民的耕種行為。新的耕種理念很難在農民群體中實施，大多數農民一直認為清除上階段種植的作物，翻耕土地，是提高土壤生殖能力最簡單、最有效的措施[2]。所以，覆蓋理論雖大力推行，但在農田操作中如一紙空文，無人執行 [3]。

就本文研究結果來看，甘蔗葉子覆蓋對土壤呼吸的影響深遠。甘蔗葉子覆蓋處理技術可顯著增加耕地土壤二氧化碳呼吸量，與其A、B兩種處理措施相比具有顯著的統計學差異；這與甘蔗葉子覆蓋提供了土壤蓄水性有關[4]。將甘蔗葉子直接覆蓋在耕地上，不用翻蓋，在甘蔗葉子腐爛后其微生物直接深入土壤，提高了土壤活力，從而改善了土質；加之不用翻蓋土壤，保證了土壤的穩定性，為微生物參與土壤呼吸提供了安全、穩定的環境。從甘蔗葉子覆蓋對土壤呼吸的季節性變化結果來看，土壤呼吸能力為6月份最高，10月底最低。6月份為廣西南寧馬山農作物生殖發育最佳時間，大量農作物破土而出，蓄勢生長，較好的土壤呼吸能力勢必為農作物的生長提供充足的養分，保證農業產量。10月底為廣西南寧馬山休耕時期，此時土壤呼吸能力減弱，既符合生物特性，又符合季節溫度特性。這與胡國慶等[5]研究結果相似，胡國慶等人認為土壤呼吸能力的大小，與人為處理方式及溫度有關。甘蔗葉子覆蓋可顯著提高土壤排放二氧化碳能力，提高土壤吸收性，進而改善土質，提高產量；同時，相同處理模式下，溫度較高的季節土壤呼吸能力較大，溫度較低的季節土壤呼吸能力顯著降低。

土壤呼吸受處理方式影響，采用甘蔗葉子覆蓋處理耕地，不僅能增加土壤的呼吸能力，改善土壤活性，還能可提高農作物產量，節約花費，降低農業支出，提高農民收入。

【參考文獻】：

[1]胡發龍， 柴強， 甘延太，等. 少免耕及秸稈還田小麥間作玉米的碳排放與水分利用特征[J]. 中國農業科學， 2016， 49（1）：120-131.

[2]王維鈺， 喬博， Kashif AKHTAR，等. 免耕條件下秸稈還田對冬小麥-夏玉米輪作系統土壤呼吸及土壤水熱狀況的影響[J]. 中國農業科學， 2016， 49（11）：2136-2152.

[3]杜珊珊， 丁新宇， 楊倩，等. 黃土旱塬區免耕玉米田土壤呼吸對降雨的響應[J]. 生態學報， 2016， 36（9）：2570-2577.

[4]李曉莎， 武寧， 劉玲，等. 不同秸稈還田和耕作方式對夏玉米農田土壤呼吸及微生物活性的影響[J]. 應用生態學報， 2015， 26（6）：1765-1771.

[5]胡國慶， 劉肖， 何紅波，等. 免耕覆蓋還田下玉米秸稈氮素的去向研究[J]. 土壤學報， 2016， 53（4）：963-971.

作者簡介：曾成瑜，1968年10月，大學本科，漢族，廣西馬山。

職稱：農藝師。單位：馬山縣百龍灘鎮農業和林業站。