長期施肥潮土土壤呼吸的溫度和水分效應(yīng)(編輯修改稿)
2024-09-14 17:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 isture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]。與此相比，培養(yǎng)試驗(yàn)的Q10偏低。蔡艷等在與本研究相同地區(qū)研究田間玉米生長期的Q10，~ 之間[6]，更是高于我們的研究結(jié)果。造成我們研究結(jié)果偏低的原因在于呼吸的組成差異。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]。我們室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，CO2的來源只有異氧呼吸，這也就使得我們的Q10 處于低范圍。盡管如此，均衡施肥處理的OM（30%WFPS～75%WFPS）、1/2OM（45% WFPS～75%WFPS）、NPK（45%WFPS～75%WFPS）和NP（45%WFPS～75%WFPS）還是達(dá)到生態(tài)系統(tǒng)Q10的范圍，高于NK、PK和CK在所有試驗(yàn)水分含量條件下的溫度效應(yīng)系數(shù)。因此，土壤呼吸的溫度敏感性不但受施肥處理的影響而且受土壤水分的影響。OM即使在很低水分含量時，溫度的升高會使土壤有機(jī)碳的分解有很大的升高。1/2OM、NPK和N則對土壤水分含量的要求范圍比OM窄，NK、PK和CK即使在最合適的土壤水分含量下對溫度的反應(yīng)也很低。因此，土壤水分增加會增加土壤呼吸溫度的敏感性[19，20，21]。在一定范圍內(nèi)，水分的增加導(dǎo)致Q10增大（表3）。結(jié)合土壤性質(zhì)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O(shè)M最大，其次為1/2OM，接著為NPK和NP。因此，通過有機(jī)肥施用雖然可以使土壤有機(jī)碳含量有很大的升高，但其釋放速率也是最快和較容易的，而且對溫度變化的敏感性增加。對21世紀(jì)氣候變化趨勢作出的預(yù)測表明，未來20~100 a，中國地表氣溫增加明顯，降雨量也呈增加趨勢[22]。全球溫度升高時，增加農(nóng)田土壤有機(jī)碳含量將變得更加困難。3 結(jié)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。均衡施肥處理的土壤CO2排放量高于非均衡施肥的土壤。與土壤分量的關(guān)系上則表現(xiàn)出一定土壤水分范圍內(nèi)，隨土壤含水量的增加而增加趨勢，而水分過高則抑制了其排放。水分也影響著處理間CO2累計(jì)排放量的差異程度，均衡供應(yīng)養(yǎng)分的處理在不同土壤水分含量間的差異性亦較顯著于非均衡處理和CK土壤。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(nèi)體現(xiàn)出相互的促進(jìn)作用。低溫限制土壤水分的作用，水分過高或過低也抑制著溫度的作用。培養(yǎng)溫度和土壤水分在土壤呼吸上存在著一定的相互制約作用。養(yǎng)分供應(yīng)均衡的土壤，其CO2排放通量與土壤含水量的相關(guān)性水平受溫度影響較小，養(yǎng)分供應(yīng)不均衡施肥處理土壤受溫度影響較大。CO2排放通量（FCO2）與土壤水分含量的關(guān)系可以一元二次方程表示。不同溫度下，CO2排放通量隨土壤水分含量變化而呈現(xiàn)出不同的變化。最適于土壤呼吸的土壤水分，一般不均衡施肥處理的土壤高于均衡施肥處理土壤。不同培養(yǎng)溫度下，土壤所需最適水分狀況也存在著差異。最適水分具有隨培養(yǎng)溫度升高而升高的規(guī)律。CO2排放速率與溫度的關(guān)系可以用指數(shù)方程聯(lián)系。土壤呼吸的溫度效應(yīng)因土壤水分含量不同而異。在一定土壤水分含量范圍內(nèi)，Q10隨土壤水分含量的增加而升高。均衡施肥處理的土壤，其CO2排放與溫度的相關(guān)程度高于非均衡施肥的土壤。土壤呼吸的溫度敏感性還受土壤水分的影響。土壤水分增加會增加土壤呼吸的溫度敏感性。通過有機(jī)肥施用雖然可以使土壤有機(jī)碳含量有很大的升高，但其釋放速率也是最快和較容易的，而且對溫度變化的敏感性增加。因此全球氣候變化趨勢下，增加農(nóng)田土壤有機(jī)碳含量將變得更加困難。參考文獻(xiàn)：[1] C AMPBELL C A, SELLES F, LAFOND G P, et al. Tillage – fertilizer changes: Effect on some soil quality attributes under longterm crop rotation in a thin Black Chernozem[J]. Can J Soil Sci, 2001, 81: 157165.[2] XU Y C, SHEN Q R, RAN W. Effects of zerotillage and application of manure on soil microbial biomass C, N and P after sixteen years of cropping[J]. Acta Pedologica Sinica, 2002, 39(1): 8996.[3] ELLERBROCK R H,
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