長期施肥潮土土壤呼吸的溫度和水分效應-預覽頁
【正文】 30%WFPS、45%WFPS、60%WFPS、75%WFPS 和90%WFPS）和培養(yǎng)溫度（5 ℃、15 ℃、25 ℃、35 ℃）下的土壤呼吸。土壤水分含量的增加可增加土壤呼吸的Q10。農業(yè)管理措施的實施，尤其是化肥和有機肥的施用明顯提高土壤有機質的含量[1,2]。先前獲得的土壤呼吸與溫度和水分的關系多在田間條件下獲得，是土壤呼吸中的異養(yǎng)呼吸和根際呼吸對溫度和水分變化的綜合反映。以耕層土壤（0～20 cm）作為培養(yǎng)用土。kg1)全氮/(g向瓶中均勻滴加相應數(shù)量的蒸餾水，使土壤含水量分別達到30%WFPS、45%WFPS、60%WFPS、75%WFPS 和90%WFPS（按田間測定進行）。然后放入恒溫箱中培養(yǎng)。于培養(yǎng)開始后的12 h，24 h，36 h，48 h，72 h，96 h，130 h，168 h，216 h，264 h，336 h和408 h后測定培養(yǎng)瓶內CO2濃度。 數(shù)據處理數(shù)據分析采用SPSS和 Microsoft Excel for Windows 2000進行。從事土壤有機質礦化的微生物多屬于中溫型，其最低生長溫度為10 ℃以上[7]。在5 ℃溫度時，同一處理土壤，不同土壤水分含量間的CO2排放量在水分含量最高時最大，有的甚至顯著高于其他土壤水分，這可能緣于溶解于土壤溶液中離子化的CO2的釋放[9]。即低溫限制土壤水分的作用，同樣水分過高或過低抑制著溫度的作用。因此，土壤有機質礦化與CO2排放密切相關。施用有機肥或有機和無機配施的土壤，其可礦化碳量高于單施化學肥料的土壤，養(yǎng)分缺乏和不施肥的處理最低。 CO2排放與土壤水分含量 養(yǎng)分供應均衡的施肥處理的土壤CO2排放通量與土壤含水量的相關關系受溫度的影響較小，養(yǎng)分供應不均衡施肥處理土壤受溫度影響較大（圖1）。故表1列出15 ℃及以上溫度的培養(yǎng)結果。由于施肥處理不同造成土壤性質，特別是有機質含量的差異（表1），有機質具有改善土壤通透性的作用。這可能是微生物隨培養(yǎng)溫度增加其生理活性增加，對水分的代謝也增加有關。田間實驗中，通過研究證實了玉米生長期的土壤呼吸以微生物異養(yǎng)分解作用為主[15]，同為土壤異養(yǎng)呼吸，土壤呼吸與水分的關系也應表現(xiàn)一致。C；b：15 176。由此可以計算出不同施肥處理土壤呼吸的溫度效應（Q10＝exp(10b)）。不同施肥處理的土壤，Q10存在著差異。表3 CO2排放速率與溫度的相關系數(shù)與Q10值Table 3 Correlation Coefficients between the CO2 fluxes and temperature and Q10處理30%WFPS45%WFPS60%WFPS75%WFPS90%WFPSRQ10RQ10RQ10RQ10RQ10OM1/2OMNPKNPNKPKCK注：空白處由于排放通量與溫度的指數(shù)相關關系沒有達到顯著水平而沒有列入表2 CO2累計排放量與土壤水分的相關方程Table 2 Relationships between the accumulation of CO2 and the soil moisture溫度/℃處理方程R2最佳含量（%WFPS）15OMFCO2＝ 40＋477SM－425SM2*671/2OMFCO2＝33A＋453SM－422SM2*65NPKFCO2＝18＋194SM－177SM2*66NPFCO2＝19＋174SM－171SM2*61NKFCO2＝＋172SM－156SM2PKFCO2＝＋213SM－200SM2CKFCO2＝16＋103SM－98SM225OMFCO2＝63＋712SM－603SM2*711/2OMFCO2＝＋314SM－255SM2*73NPKFCO2＝40＋470SM－387SM2*73NPFCO2＝32＋476SM－416SM268NKFCO2＝31＋46SM－28SM2*98PKFCO2＝＋156SM－114SM2*83CKFCO2＝＋190SM－167SM2*6835OMFCO2＝109＋971SM－841SM2*701/2OMFCO2＝47＋615SM－522SM2*71NPKFCO2＝35＋520M－436SM2*72NPFCO2＝39＋569SM－488SM2*70NKFCO2＝＋221SM－151SM2*88PKFCO2＝＋210SM－140SM2*90CKFCO2＝28＋117SM－84SM2*84~，這取決于生態(tài)系統(tǒng)的類型及其地理分布[16]。土壤—植物系統(tǒng)所獲得的土壤呼吸由土壤異養(yǎng)呼吸和根系自養(yǎng)呼吸組成，作物根系呼吸的量可以小于、等于甚至超過異氧呼吸[17，18]。OM即使在很低水分含量時，溫度的升高會使土壤有機碳的分解有很大的升高。結合土壤性質以及Q10值，可以看出OM較1/2OM、NPK和NP容易釋放出來，而同一水分含量下Q10的大小上比較可看出，溫度升高，CO2釋放速率增加倍數(shù)也以OM最大，其次為1/2OM，接著為NPK和NP。3 結論土壤CO2累積排放量一般隨溫度升高而增加，施肥處理間的差異也越趨明顯。土壤水分和溫度兩因素對土壤呼吸的綜合作用上則既表現(xiàn)出相互制約作用，有在一定范圍內體現(xiàn)出相互的促進作用。CO2排放通量（FCO2）與土壤水分含量的關系可以一元二次方程表示。最適水分具有隨培養(yǎng)溫度升高而升高的規(guī)律。均衡施肥處理的土壤，其CO2排放與溫度的相關程度高于非均衡施肥的土壤。因此全球氣候變化趨勢下，增加農田土壤有機碳含量將變得更加困難。 Q10
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