免耕條件下秸稈還田對冬小麥-夏玉米輪作系統(tǒng)土壤呼吸及土壤水熱狀況的影響

【摘要】：【目的】研究免耕條件下秸稈還田對旱地冬小麥-夏玉米輪作系統(tǒng)土壤呼吸及土壤水熱狀況的影響?！痉椒ā?011年10月至2014年9月,在陜西楊凌設置秸稈全量還田+施肥(S1F1)、秸稈全量還田+不施肥(S1F0)、秸稈半量還田+施肥(S1/2F1)、秸稈半量還田+不施肥(S1/2F0)、秸稈不還田+施肥(S0F1)、秸稈不還田+不施肥(S0F0)6種不同耕作處理的3年定位試驗,測定并分析不同耕作處理下土壤呼吸、土壤水熱狀況、作物產(chǎn)量、土壤耕作層有機碳含量的差異?！窘Y果】在冬小麥生育期內(nèi),各處理土壤呼吸速率均呈先下降后升高再下降的趨勢;在夏玉米生育期內(nèi),各處理土壤呼吸速率均表現(xiàn)為先升高后下降的趨勢。同一生育期內(nèi)各處理土壤呼吸平均速率及呼吸總量依次為S1F1S1/2F1S1/2F0S0F1S1F0CK,同種作物不同生育期之間,各處理土壤生育期呼吸總量有逐年降低的趨勢。整個研究周期內(nèi),土壤溫度的變化趨勢與每月平均氣溫的變化趨勢相似,不同處理在同一生育期內(nèi)的土壤溫度變化趨勢相近,且各處理生育期土壤平均溫度均隨土壤深度的增加而降低;不同秸稈還田處理冬季土壤溫度均高于對照,但生育期土壤平均溫度均低于對照。土壤含水量隨土壤深度的增加而降低,但受降雨影響,不同輪作周期之間的土壤含水量波動較大,各處理同一生育期的土壤平均含水量均表現(xiàn)為S1F0S1F1S1/2F0S1/2F1CKS0F1,且不同秸稈還田處理的土壤含水量與對照間的差異均顯著(P0.05);土壤溫度能夠解釋土壤呼吸速率變化的32.5%—60.4%,土壤含水量能夠解釋土壤呼吸速率變化的38.4%—82.5%,不同土層深度間,5 cm土層的溫度與土壤呼吸的擬合度性最高,而10—20 cm土層的含水量與土壤呼吸的擬合度最高。相同年份內(nèi),不同處理冬小麥和夏玉米產(chǎn)量均表現(xiàn)為S1F1S1F0S1/2F1S0F1S1/2F0CK,這個研究周期內(nèi),冬小麥產(chǎn)量逐年增加,夏玉米在前兩季表現(xiàn)為增產(chǎn),但受極端炎熱天氣的影響,第三季的產(chǎn)量明顯降低。單季作物收獲后,各處理同一土層深度的有機碳含量均表現(xiàn)為S1F1S1/2F1S1F0S1/2F0S0F1CK。且不同秸稈還田處理的土壤有機碳含量逐年升高。【結論】長期免耕秸稈還田能夠有效降低農(nóng)田土壤碳排放、提高農(nóng)田土壤水分利用率及冬季土壤溫度、提高作物產(chǎn)量及土壤有機碳含量。不同秸稈還田處理間以S1F0處理的效果最優(yōu)。 【作者單位】： 西北農(nóng)林科技大學農(nóng)學院;陜西省循環(huán)農(nóng)業(yè)工程技術研究中心;
【關鍵詞】： 免耕 冬小麥-夏玉米 輪作 秸稈還田 土壤呼吸 水熱狀況
【基金】：陜西省科技統(tǒng)籌計劃(2015KTCL02-07,2016KTCL02-11)
【分類號】：S512.11;S513
【正文快照】： 0引言【研究意義】土壤呼吸是陸地碳循環(huán)的重要組成部分[1],全球每年因土壤呼吸作用向大氣中釋放的碳通量達75—120 Pg(1Pg=1×1015 g)[2],即使土壤呼吸發(fā)生細微的變化都會顯著改變大氣中CO2濃度[3],進而影響氣候變化。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,每年通過土

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