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1、第29卷第3期干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究Vol.29No.32011年5月AgriculturalResearchintheAridAreasMay2011旱作燕麥不同耕作方式對土壤溫室氣體排放的影響11*2111張志棟,劉景輝,YUQing,王潤蓮,王永強(qiáng)崔鳳娟(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),內(nèi)蒙古呼和浩特010018;2.加拿大農(nóng)業(yè)部東部谷物與油料作物研究中心,加拿大渥太華K1A0C6)摘要:采用靜態(tài)箱法測定了常規(guī)耕作、免耕留低茬低覆蓋、免耕留高茬低覆蓋、免耕留低茬高覆蓋和免耕留高茬高覆蓋5個(gè)處理?xiàng)l件下燕麥播種前、生育過程中和收割后土壤CO2、CH4和N2O的排放通量。結(jié)果表明:CO
2、2排放通量呈單峰曲線變化,峰值出現(xiàn)在苗期;CH4排放通量多為負(fù)值,表現(xiàn)為吸收,季節(jié)性變化不明顯;N2O排放規(guī)律性不明顯。處理間相比,CO2排放通量和CH4吸收通量從大到小依次為常規(guī)耕作、免耕留低茬低覆蓋、免耕留高茬低覆蓋、免耕留低茬高覆蓋和免耕留高茬高覆蓋;N2O與CO2的排放趨勢相反;溫室氣體綜合排放效應(yīng)與CO2趨勢一致。免耕留茬秸稈覆蓋減少了CO2排放和CH4吸收,增加了N2O排放,溫室氣體綜合排放效應(yīng)降低,有利于溫室氣體減排,但不同處理溫室氣體排放的長期效應(yīng)還有待研究。關(guān)鍵詞:燕麥;耕作方式;溫室氣體排放;旱作;農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)中圖分類號:S154.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
3、文章編號:1000-7601(2011)03-0112-06溫室氣體是指地球大氣中導(dǎo)致溫室效應(yīng)的氣1材料與方法體,主要包括CO2、CH4和N2O等。大氣中不斷增多[1~3]的CO2是導(dǎo)致全球變暖的主要原因。與CO2相1.1試驗(yàn)區(qū)概況比,CH4在大氣中停留時(shí)間更長,紅外線吸收能力更本試驗(yàn)于2008年至2009年在位于呼和浩特市強(qiáng)[4],其增溫效應(yīng)大約是CO2的25倍[5];N2O的增武川縣的內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)燕麥良種繁育基地(111溫效應(yīng)則更大[6~8],具有更強(qiáng)的增溫潛勢。土壤產(chǎn)E,41N)進(jìn)行,2008年做燕麥預(yù)備留茬及秸稈覆蓋處理,2009年進(jìn)行試驗(yàn)測定。武川縣
4、位于內(nèi)蒙古自生與排放CO2、CH4和N2O等溫室氣體的過程,也是治區(qū)中部,陰山北麓,海拔1500m左右,屬中溫帶陸地生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)和土壤碳氮庫的主要輸出途徑[9]。土壤耕作對農(nóng)田溫室氣體排放具有重要影大陸性季風(fēng)氣候,年平均氣溫3.0,年平均降水響[10~12],大規(guī)模的翻耕和秸稈燃燒造成了土壤有300mm左右,無霜期約110d,土壤屬于栗鈣土,質(zhì)地偏砂,易受侵蝕,是典型的農(nóng)牧交錯(cuò)帶和嚴(yán)重風(fēng)蝕機(jī)質(zhì)大量損失,使農(nóng)田成為溫室氣體一個(gè)重要排放沙化區(qū)。試驗(yàn)區(qū)0~20cm耕層常規(guī)耕作和免耕田源。發(fā)達(dá)國家由于實(shí)行少耕、免耕等耕作措施,使農(nóng)土壤有機(jī)質(zhì)含量分別為6.2mg/g和6.9mg/
5、g,全氮業(yè)土壤碳庫呈穩(wěn)定增長的趨勢,較顯著地彌補(bǔ)了其它領(lǐng)域的碳排放[13,14]。20世紀(jì)80年代以來我國也含量分別為0.47mg/g和0.56mg/g,全磷含量分別為0.42mg/g和0.46mg/g。采取了秸稈還田、少免耕等耕作措施,使農(nóng)田土壤有機(jī)碳庫基本上呈增長趨勢[10]。目前,對我國農(nóng)田生1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)和測定方法試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理,分別是:(1)常規(guī)耕作(CT):傳態(tài)系統(tǒng)溫室氣體排放的研究主要集中南方水田或灌溉條件較好的區(qū)域,北方旱作區(qū)的研究相對較少,對統(tǒng)收割后進(jìn)行常規(guī)耕翻,春季再種植作物,耕翻深度北方農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)生態(tài)條件脆弱、自然環(huán)境較為惡劣20cm;(2)免耕留低茬
6、低覆蓋(DD):免耕留茬102地區(qū)的研究則鮮有報(bào)道。本文旨在研究常規(guī)耕作、cm,秸稈覆蓋量1500kg/hm;(3)免耕留高茬低覆2免耕不同留茬高度及不同秸稈覆蓋量等旱作耕作方蓋(GD):免耕留茬20cm,秸稈覆蓋量1500kg/hm;式對燕麥田溫室氣體排放通量的影響及其綜合溫室(4)免耕留低茬高覆蓋(DG):免耕留茬10cm,秸稈2效應(yīng),為評估旱作不同耕作方式土壤固碳潛力和溫覆蓋量3000kg/hm;(5)免耕留高茬高覆蓋(GG):2室氣體減排提供依據(jù)。免耕留茬20cm,秸稈覆蓋量3000kg/hm。試驗(yàn)重收稿日期:2010-10-15基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金(30860
7、135);國家科技支撐重點(diǎn)課題(2006BAD15B05);內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì);現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金(nycytx-14)作者簡介:張志棟(1979),男,內(nèi)蒙古烏蘭察布市人,在讀博士,研究方向?yàn)楦髦贫扰c農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。E-mail:zhangzd2006@126.com。通訊作者:劉景輝(1965),男,內(nèi)蒙古通遼人,教授,博士,研究方向?yàn)楦髦贫扰c農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。E-mail:cauljh@sina.com;cauljh@yahoo.com.cn。第3期張志棟等:旱作燕
