贵州主要作物固碳现状和潜力估算

近年来,农田土壤碳固定的研究已经成为国际全球气候变化研究的一个重要热点。为明确贵州农田主要作物固碳潜力,借鉴经验公式对贵州主要农作物碳固定和生产过程中的碳排放进行测算。结果表明,近10年贵州6种作物的总固碳量平均(1 151.16±62.99)万t.a-1,变幅为1 052.65万～1 268.28万t.a-1,呈波动变化缓慢增加趋势,主要作物间接碳排放量为(48.53±1.82)万t.a-1,变幅为45.87万～51.68万t.a-1,只相当于固碳量的4.21%。贵州农田作物的固碳潜力巨大。     

江苏省种植业碳排放的测算及达峰分析

在实现“碳达峰、碳中和”的目标背景下，明确农业温室气体排放现状，模拟预测峰值，为促进江苏省农业低碳减排提供科学依据。基于农业物资投入和农田土壤利用2类碳源，采用IPCC碳排放系数法和清单法综合测算江苏省1990—2020年间种植业碳排放量，运用Tapio脱钩模型对农业碳排放量与农业经济增长的脱钩关系进行分析，并根据灰色预测模型GM(1,1)对2021—2060年碳排放量进行预测。结果表明：(1)2020年江苏省种植业碳排放为1 999.53万t, 1990—2020年间呈现先增加后降低再增加然后趋于平稳的趋势；种植业碳排放主要来源于农田土壤利用，农田土壤利用碳排放占比为77.73%～86.95%,农资投入碳排放占比为13.05%～22.27%;(2)化肥是农资投入碳排放源中最主要的排放源，其占比为69.15%～79.20%,其次是农药和农膜，农机、灌溉、翻耕占比均较低；(3)水稻是农田土壤利用排放源中最主要的排放源，其占农田土壤利用碳排放的79.76%～87.23%,其次是小麦和蔬菜，大豆、玉米、棉花占比均较低；(4)脱钩关系以弱脱钩和强脱钩为主，表明随着种植业生产总值的提高，农业种植...     

不同土地利用和施肥方式下黑土碳平衡的研究

本研究进行了东北黑土不同土地利用(草地GL、裸地BL)与农田施肥管理方式(无肥NF、化肥NPK及化肥+有机肥处理NPKOM)下草本植物与作物净初级生产力(NPP)和净生态系统生产力(NEP)以及土壤碳排放的估算,目的是揭示自然与农田生态系统及经过土壤大气界面的碳收支平衡。土壤生长季碳排放总量(Rgs)、全年碳排放总量(Rann)以及全年微生物异养呼吸总量(Rm)以如下顺序递减:NPKOMGLNPKNFBL,5个处理之间存在显著差异(P0.05),但是草地与农田化肥+有机肥处理之间差异不显著(P0.05)。净初级生产力表现:GLNPKOMNPKNFBL,5个处理之间存在显著差异(P0.05)。草地总生物量及固碳量显著高于农田各处理(P0.05),草地NPP总量与农田各处理相比增加32%~96%。化肥+有机肥处理和化肥处理NPP总量比无肥处理高46%和49%。草地与农田的NEP均为正值,表明草地与农田在生态系统尺度上均是大气CO2的"汇"。对大气土壤界面碳平衡的分析表明,当前管理方式下,草地土壤是大气碳库的净汇,而裸地和农田土壤是净源。农田不同施肥处理土壤有机碳含量呈下降趋势,但增加有机肥的投入可增强土壤的固碳容量,达到新的碳平衡。     

江苏省农田生态系统碳源/汇、碳足迹动态变化

[目的]了解江苏省农田生态系统近年来碳源碳汇的基本演变趋势,识别江苏省农业发展过程中的重要碳排放源,指导江苏农业低碳化发展。[方法]利用模型对农田碳排放量、碳吸收量及碳足迹进行测算,并对其动态变化进行分析。[结果](1)江苏省农田生态系统碳排放总量总体趋向于增加,2001年江苏省碳排放量为4.44×10~6 t,2016年碳排放量为4.60×10~6 t,增幅为3.4%,化肥为碳排放的主要贡献因子。碳排放强度总体表现为下降趋势,各阶段碳排放强度均低于1t/hm~2。(2)碳吸收量总体呈现增加趋势,2001—2016年农作物总碳吸收量增加了3.57×10~7 t,年均复合增长率约为2.2%,单位面积碳吸收量呈整体增加趋势。园艺作物的碳吸收量明显高于粮食作物和经济作物。(3)农田生态系统碳足迹总体呈现降低趋势,存在较大的生态盈余。[结论](1)2001—2016年江苏省农田生态系统的碳吸收量明显高于碳排放量,具有良好的固碳能力,农田生态系统呈现碳汇;(2)农业投入物品对碳排放的影响程度不同,化肥是影响农业碳排放的最关键因子。     

秸秆还田对稻麦两熟高产农田净增温潜势影响的初步研究

对长江下游稻麦两熟农田生态系统2009—2010年的CH4和N2O排放以及土壤碳固定进行了分析,初步研究了秸秆还田对稻麦两熟高产农田净增温潜势的影响。结果表明,秸秆还田对稻麦两熟高产农田周年CH4和N2O排放总量、土壤碳固定量以及净增温潜势均有显著或极显著影响：秸秆还田条件下周年CH4、N2O排放总量分别为394 kg CH4.hm-2、2.39 kg N2O.hm-2,土壤碳固定量、净增温潜势分别为1.14 t C·hm-2、6383 kg CO2-equivalents·hm-2;较秸秆不还田增加CH4排放总量152%、减少N2O排放总量14%、增加土壤碳固定量531%、增加净增温潜势57%。以上结果表明,秸秆还田使短期内稻麦两熟高产农田的温室效应明显提高,但其长期效果如何还有待观测。     

华北平原农田温室气体排放与减排综述

华北平原作为典型的冬小麦-夏玉米轮作高水肥精细管理农田,高水高肥管理下其碳排放量高于秸秆还田的固碳量,其生态系统正在以每年77 g(C)×m~(-2)·a~(-1)的速度损失碳。华北平原农田400 kg(N)×hm~(-2)·a~(-1)的过高氮素投入是造成其碳排放增加的主要原因,其土壤N2O排放强度在氮肥施入量为136 kg(N)×hm~(-2)·a~(-1)时最低,且在施氮量为317 kg(N)×hm~(-2)·a~(-1)时可获得最高作物产量。华北平原土壤中温室气体的产生和消耗主要发生在0~90 cm土壤剖面内,90 cm土层主要作为土壤包气带中的缓冲层而存在。当前降低华北平原农田温室气体排放除了合理施肥和灌溉,还需要改变固有的农作制度,实行减免耕等保护性措施,并将减排和固碳同步进行。对华北平原温室气体净排放研究,今后需在以下几个方面加强:1)在地-气之间加强冠层尺度温室气体的原位连续在线监测研究,并将稳定性同位素技术应用到此研究中以达到追踪其来源和比例构成的目的。2)在土壤包气带中,利用稳定性同位素技术探索土壤空气中温室气体的来源比例,探索剖面土壤温室气体产生和消耗对土壤-大气界面温室气体排放的响应机制。3)将模型研究应用于土壤-大气连续体温室气体排放研究。     

北方旱区免耕对农田生态系统固碳与碳平衡的影响

农田系统对大气CO2库呈碳汇还是碳源效应取决于土壤有机碳的固定和温室气体释放之间的平衡,而耕作措施会改变土壤有机碳含量和储量,影响农田系统的碳循环与碳平衡。该研究以北方旱区山西临汾20 a长期保护性耕作定位试验为基础,田间原位测定土壤呼吸和土壤有机碳含量,确定各类农业投入碳排放参数,利用碳足迹方法综合分析不同耕作措施(传统耕作CT和免耕NT)下农田生态系统碳平衡。结果表明:在化肥、机械等农业投入产生的间接碳排放量方面,化肥投入碳排放量约占系统农业总投入碳排放量的73.5%~77.4%,是农业投入中主要的碳源。由于免耕减少了翻耕、旋耕和秸秆移除3道程序,NT比CT少排放约5.1%,NT产量显著提高28.9%,且碳生产力大于CT。0~60 cm土壤有机碳储量NT(50.86 Mg/hm2)比CT(46.00 Mg/hm2)高10.5%。与CT相比,在小麦休闲期和生育期NT土壤呼吸CO2释放总量高于CT。但根据农田系统碳平衡公式分析得出,NT更有利于农田生态系统固碳,呈碳汇效应,而CT表现为碳源。因此,长期免耕耕作能够提高农田土壤固碳量,减少大气温室气体排放,对于改善北方旱区土壤碳库和减排效果是一个良好的选择。     

玉米农田生态系统土壤呼吸作用季节动态与碳收支初步估算

从2005年4月底到9月底对玉米农田生态系统的土壤呼吸作用进行了连续观测.结果表明: 2005年玉米生长季土壤呼吸速率均值为3.16 μmol (CO2)·m-2·s-1, 最大值为4.77 μmol (CO2)·m-2·s-1, 出现在7月28日, 最小值为1.31 μmol (CO2)·m-2·s-1, 出现在5月4日.通过建立土壤呼吸速率与玉米根系生物量的回归方程, 对土壤异养呼吸作用占土壤呼吸作用的比例进行间接估算.玉米生长季中, 土壤异养呼吸作用占土壤呼吸作用的比例在36.4%～56.9%之间波动, 均值为45.5%.假定玉米果实和秸秆中的碳在收获期间未从农田中转移走, 2005年整个生长季中玉米农田生态系统的碳收支为-1 127.0 g (C)·m-2, 碳交换速率在0.52～ -18.05 g (C)·m-2·d-1之间波动.玉米生长初期, 玉米农田生态系统表现为碳的弱源; 玉米播种后36 d一直到收获, 玉米农田生态系统表现为碳汇.     

土地耕作后微生物量碳和水溶性有机碳的动态特征

采用野外观测与室内模拟试验相结合的方法,研究了湿地土壤和垦殖10年的农田耕作后土壤呼吸通量、微生物量碳、土壤基础呼吸、土壤qCO2值、水溶性有机碳的动态特征。研究结果表明:小叶章湿地耕作后,土壤含水量明显下降(p<0.05);土壤CO2通量在最初的1~2 d形成一个排放高峰,农田耕作土壤CO2通量一直显著高于未耕作土壤(p<0.01)。农田土壤微生物量碳含量显著低于小叶章湿地(p<0.001)。在耕作后最初的1~3 d,湿地和农田土壤微生物量碳均没有显著的变化;之后,土壤微生物量碳迅速增加,显著高于未耕作土壤。观测时间内,耕作农田土壤微生物量碳含量始终显著高于未耕作土壤(p<0.01)。垦殖10年农田土壤耕作后,对土壤水溶性有机碳含量无显著影响。湿地耕作后,土壤水溶性有机碳迅速增加。在耕作后80 d内,土壤水溶性有机碳含量显著高于未耕作土壤(p<0.01)。之后,则低于未耕作土壤。     

水蚀风蚀交错区不同类型植被对土壤碳氮影响的研究

植被类型对土壤养分及其物质循环具有重要作用。通过典型采样与室内分析相结合,系统研究了水蚀风蚀交错区不同典型植被对200 cm土层内土壤全氮、有机质和C/N比值的影响,结果表明:(1)0-40 cm内土壤全氮和有机质含量随深度增加而逐渐下降,40 cm以下基本不随深度变化而变化。不同植被类型的土壤C/N比值基本不随深度变化而变化,其中裸地农田的200 cm剖面土壤C/N均值最高,剖面平均为9.5,其他植被类型基本相似为6.7~7.7。0-20 cm油松土壤C/N比值最高,为10.3,榆树最低,为5.99;(2)0-20 cm土层内沙蒿全氮含量最高,约为油松、榆树、黑豆农田的1.5倍。20-40 cm土层内,沙打旺最高,黑豆农田与农田裸地基本相似。总体而言,沙打旺和沙蒿200 cm剖面全氮含量均高于其他植被类型,油松和榆树土壤全氮含量最低;(3)0-20 cm内有机质含量沙蒿最高,榆树最低,20-40 cm层次内,沙蒿的有机质含量显著降低,最高者为农田裸地,沙打旺和黑豆农田次高,油松略高于沙蒿,榆树仍为最低。从整个0-200 cm土壤剖面看,裸地农田有机质含量最高,沙打旺次之。榆树在各层次有机质含量均低于其他植被...     

中国东北休闲期稻田温室气体排放

CH4, N2O and CO2 emissions from northeast Chinese rice fields were measured in the fallow season （November to March） to investigate the effects of freezing-thawing on the emissions. Both CH4 emission from and atmospheric CH4 oxidation by the soil occurred, but the flux was small. During the fallow season, rice fields acted as a minor source of atmospheric CH4, which accounted for about 1% of the CH4 emission during the rice growing period. The field was also a substantial source of atmospheric N20, which ranged between 40 to 77 mg m-2 and eu=counted for 40%-50% of the annual N20 emission. The largest N20 flux was observed in the thawing period during the fallow season. Laboratory incubation tests showed that the largest N20 flux came from the release of N20 trapped in frozen soil. Tillage and rice straw application （either mulched on the soil surface or incorporated in the soil） stimulated the CH4 and CO2 emissions during the fallow season, but only straw application stimulated N2O emission substantially.     

黄土区退耕草地合理放牧可减少土壤CO2排放和土壤侵蚀

【目的】在退耕草地实施合理放牧,有助于减少土壤CO2排放、 减缓土壤侵蚀。为验证此假设,本研究选择黄土高原渭北旱原坡地,建立退耕草地放牧、 退耕草地不放牧和传统农业耕作三种处理的对比试验小区,定量研究了退耕草地合理放牧相对于退耕草地在减少土壤CO2排放和土壤侵蚀的作用及其影响因素,为探寻在我国西部退耕还草区实施畜牧业生产与环境保护的协调发展模式提供科学依据。【方法】在建立的退耕草地放牧、 退耕草地不放牧和传统农业耕作3种处理的试验小区,利用LI-8100 碳通量自动测量仪原位监测植物生长期(4~8月)和放牧前后土壤CO2排放速率的变化,同时利用时域反射仪(TDR)测定表层0—10 cm土壤含水量,用地温表测定土壤表层2 cm和5 cm的温度。利用环境放射性核素 7Be示踪技术监测较大降雨事件引起的土壤侵蚀速率,同时取样测定侵蚀区土壤有机碳含量,比较不同处理小区侵蚀导致的土壤有机碳流失量。【结果】观测期间,3种处理CO2平均排放速率大小顺序为退耕草地[3.69±0.39 μmol/(m2·s)]退耕草地放牧[3.00±0.44 μmol/(m2·s)]传统农耕地[1.99±0.22 μmol/(m2·s)],坡耕地退耕还草后土壤CO2排放增加了85%,而合理放牧使退耕草地土壤CO2排放量减少了19%。放牧后退耕草地土壤CO2排放速率平均减少了11%,减少值在2% ~ 41%之间。观测期内,退耕草地放牧后土壤侵蚀速率比农耕地和退耕草地分别减少了93% 和77%。坡耕地退耕还草后土壤CO2排放增加主要由于草被植物引起土壤有机碳储量增加和土壤侵蚀强度减小,放牧后退耕草地土壤CO2排放减少主要与动物踩踏引起土壤容重明显增加及草类植被地上部分向土壤中输入的有机碳的减少有关。水分、 温度影响因子无法解释3种处理间土壤CO2排放差异。【结论】合理放牧不仅能显著减少退耕草地土壤CO2排放,而且可以有效控制退耕草地土壤和有机碳侵蚀流失。放牧期间动物的踩踏作用引起草地土壤容重显著增加是退耕草地土壤CO2排放量和土壤侵蚀速率减少的主要原因。本研究结果揭示,在我国黄土高原和类似的退耕还草地区实施合理放牧既可以促进当地畜牧业生产,又能控制土壤侵蚀和减少CO2的排放,是一种值得探究的草地可持续发展管理模式。     

自由大气CO2浓度升高对稻田CH_4排放的影响研究

采用FACE田间试验,对高CO2浓度影响稻田CH4排放规律进行了观测分析,并利用δ13C技术初步分析了土壤CH4的排放来源。结果显示,植株和土壤的CH4排放速率在高CO2浓度处理大于对照18%以上,其增加幅度为土壤大于植物,CH4排放速率可能受田间水分条件影响较大。与对照比较,高CO2浓度条件下植物和土壤部分CH4累积排放总量增加,且变化幅度随生长期而降低,前期（54d）常规氮处理（NN）高于低氮处理（LN）,后期LN高于NN;但是行间裸土CH4累积排放总量在前期（54d）增加和之后降低的幅度均为NN高于LN。土壤排放CH4δ13C值从移栽到第102d,高CO2浓度处理LN和NN水平下土壤对照（CK）仅分别升高9.0%和8.3%,种水稻则降低8.8%和8.1%;但是在对照CO2浓度条件下土壤对照降低17.2%和112.5%（P=0.047）,种水稻降低40.3%和105.9%（P=0.023）,表明高CO2浓度下有更多C4来源的碳释放,对照CO2浓度条件下有更多C3来源的碳释放。水稻不同生长期与土壤对照比较,种水稻土壤排放CH4δ13C值降低的幅度总和在高CO2浓度条件LN和NN水平下分别为114.8%和72.7%,对照CO2浓度条件下分别为41.9%和72.8%,表明在种有植物的情况下更多当季的碳分解释放,LN水平下高CO2浓度促进来源于当季碳的CH4排放,NN水平下没有发现CO2浓度的影响,可能与作物生物量和它的间接产物（根系分泌物）的影响有关。     

南亚热带果园土壤二氧化碳释放变异性研究

Temporal variability in soil CO2 emission from an orchard was measured using a dynamic open-chamber system for measuring soil CO2 effiux in Heshan Guangdong Province, in the lower subtropical area of China. Intensive measurements were conducted for a period of 12 months. Soil CO2 emissions were also modeled by multiple regression analysis from daily air temperature, dry-bulb saturated vapor pressure, relative humidity, atmospheric pressure, soil moisture, and soil temperature. Data was analyzed based on soil moisture levels and air temperature with annual data being grouped into either hot-humid season or relatively cool season based on the precipitation patterns. This was essential in order to acquire simplified exponential models for parameter estimation. Minimum and maximum daily mean soil CO2 effiux rates were observed in November and July, with respective rates of 1.98 ± 0.66 and 11.04 ± 0.96 μmol m^-2 s^-1 being recorded. Annual average soil CO2 emission （FCO2） was 5.92 μmol m^-2 s^-1. Including all the weather variables into the model helped to explain 73.9% of temporal variability in soil CO2 emission during the measurement period. Soil CO2 effiux increased with increasing soil temperature and soil moisture. Preliminary results showed that Q10, which is defined as the difference in respiration rates over a 10 ℃ interval, was partly explained by fine root biomass. Soil temperature and soil moisture were the dominant factors controlling soil CO2 effiux and were regarded as the driving variables for CO2 production in the soil. Including these two variables in regression models could provide a useful tool for predicting the variation of CO2 emission in the commercial forest Soils of South China .     

降雨对干旱半干旱区湿地和农田土壤CO_2短期释放的影响

本研究以巴音布鲁克湿地和农田灰漠土原状土为研究对象,进行原位模拟降雨试验,利用LI-8100土壤碳通量自动测量系统测定土壤的CO_2排放,研究了不同降雨量对土壤CO_2排放的影响。结果表明:降雨导致湿地土壤CO_2释放速率显著增加(P0.01),而农田土壤无显著差异。在其含水量无明显差异下,湿地不同降雨处理组的CO_2排放量均大于农田组,湿地土壤CO_2日累积排放量降水10 mm组降水20 mm组对照组,土壤有机碳高的湿地土壤随降雨量增加,土壤短期碳损失高,而对低有机碳土壤(西北干旱区贫瘠土壤)短期碳损失影响不显著。降雨后农田土壤降水10 mm组CO_2排放与地表温度和5 cm地温相关性极显著(P0.01),其他各处理均未呈现显著相关。说明在干旱半干旱区降雨量对土壤CO_2排放速率有着重要的影响。     

施肥与品种演替对麦田CO2排放量的影响

采用田间试验与静态箱法,研究了施肥与不同年代小麦品种演替对麦田CO2排放量的影响。结果表明:(1)施肥能增大麦田土壤CO2的排放量。有机肥与适量的氮磷钾肥配合施用,促进了小麦根系的生长,增加根重和根冠比,植株生长旺盛,光合作用增强,促进了根系呼吸速率与土壤CO2的排放。不同施肥处理CO2排放量变化总趋势是:中氮处理(N1PKM)>高氮处理(N2PKM)>低氮处理(N0PKM)>空白处理(N0P0K0M)。(2)不同年代小麦品种演替影响麦田CO2的排放。根干重、根冠比、生物产量与土壤CO2的释放量呈正相关。也就是说,近期(2000年)品种山农11号生育后期根系生长旺盛,有利于碳水化合物向籽粒中转移,因而籽粒产量高,CO2的释放量亦大;早期(50年代)品种碧玛1号与之相反,生育后期根系易早衰,产量很低,CO2的释放量亦很低。总趋势是返青期与拔节期:烟农15号>山农11>碧玛1号,灌浆期:山农11号>烟农15号>碧玛1号。(3)小麦生长旺盛期(拔节期)是麦田土壤CO2排放量的最大时期。总趋势是拔节期>灌浆期>返青期。(4)土壤温度和水分对麦田CO2排放有影响。在小麦生长过程中,随地温的升高与土壤水分的增大,小麦生长旺盛,根系活性增强,加速土壤中微生物的活动和有机质的分解,同时也提高了麦田CO2的释放量。     

2004 Mack MD11柴油机燃用氢-柴油混合燃料的排放特性

为了降低柴油机的排放,氢作为柴油机燃料的研究正在引起研究者的关注。该文对2004 Mack MD11柴油机燃用不同比例(最高氢气比例达7%)的氢气与柴油组成的混合燃料的CO、CO2、HC、排放特性进行了研究。结果表明:在各种负荷下,氢气和柴油的混合燃料有助于降低CO、CO2和HC的比排放。随氢气添加量增加(或添加超过一定量以后),CO、CO2和HC各自排放量随着负荷降低的规律不尽相同,在低负荷下排放量的降低更为显著一些。如在10%负荷下,CO排放量减少50%以上;CO2量减少60%以上;HC排放量减少40%以上。     

淹水条件下FACE处理的水稻以及小麦秸秆的分解及产物

Winter wheat and rice straw produced under ambient and elevated CO2 in a China rice-wheat rotation free-air CO2 enrichment (FACE) experiment was mixed with a paddy soil at a rate of 10 g kg-1 (air-dried), and the mixture was incubated under flooded conditions at 25 ℃ to examine the differences in decomposition as well as the products of crop residues produced under elevated CO2. Results showed that the C/N ratio and the amount of soluble fraction in the amended rice straw grown under elevated CO2 (FR) were 9.8% and 73.1% greater, and the cellulose and lignin were 16.0% and 9.9% lesser than those of the amended rice straw grown under ambient CO2 (AR), respectively. Compared with those of the AR treatment, the CO2-C and CH4-C emissions in the FR treatment for 25 d were increased by 7.9% and 25.0%, respectively; a higher ratio of CH4 to CO2 emissions induced by straw in the FR treatment was also observed. In contrast, in the treatments with winter wheat straw, the CO2-C and CH4-C productions, the ratio of straw-induced CH4 to CO2 emissions, and the straw composition were not significantly affected by elevated CO2, except for an 8.0% decrease in total N and a 9.7% increase in C/N ratio in the wheat straw grown under elevated CO2. Correlation analysis showed that the net CO2-C and CH4-C emissions from straw and the ratio of straw-induced CH4 to CO2 emissions were all exponentially related to the amount of soluble fraction in the amended straw (P < 0.05). These indicated that under flooded conditions, the turnover and CH4 emission from crop straw incorporated into soil were dependent on the effect of elevated CO2 on straw composition, and varied with crop species. Incorporation of rice straw grown under elevated CO2 would stimulate CH4 emission from flooded rice fields, whereas winter wheat straw grown under elevated CO2 had no effect on CH4 emission.     

在非灭菌与灭菌条件下对土壤CO2短期排放特性的研究

通过室内模拟降雨一维垂直土柱入渗实验,在非灭菌与灭菌条件下,连续地监测土壤不同深度处CO2浓度以及土壤含水率。采用闭合循环回路测量系统,结合膜管（METT）技术来对降雨条件下土壤不同深度处CO2浓度进行监测,研究CO2的短时排放特性。结果表明,在时间上土壤不同深度处含水率与CO2浓度变化并未呈现出一致的趋势。对干土加水时,土壤CO2浓度的迅速增加除了受到微生物矿化作用之外,气体对流、扩散等物理过程也影响较大。对于灭菌土壤,CO2在土壤中的运移只是一个较短的动力学过程,故其变化较快;而对于非灭菌土壤,由于微生物对土壤中有机质的矿化作用,所以CO2浓度较高但变化相对较缓。     

Short-term soil CO2 emission after conventional and reduced tillage of a no-till sugar cane area in southern Brazil

The impact of tillage systems on soil CO₂ emission is a complex issue as different soil types are managed in various ways, from no-till to intensive land preparation. In southern Brazil, the adoption of a new management option has arisen most recently, with no-tillage as well as no burning of crops residues left on soil surface after harvesting, especially in sugar cane areas. Although such practice has helped to restore soil carbon, the tillage impact on soil carbon loss in such areas has not been widely investigated. This study evaluated the effect of moldboard plowing followed by offset disk harrow and chisel plowing on clay oxisol CO₂ emission in a sugar cane field treated with no-tillage and high crop residues input in the last 6 years. Emissions after tillage were compared to undisturbed soil CO₂ emissions during a 4-week period by using an LI-6400 system coupled to a portable soil chamber. Conventional tillage caused the highest emission during almost the whole period studied, except for the efflux immediately following tillage, when the reduced plot produced the highest peak. The lowest emissions were recorded 7 days after tillage, at the end of a dry period, when soil moisture reached its lowest rate. A linear regression between soil CO₂ effluxes and soil moisture in the no-till and conventional plots corroborate the fact that moisture, and not soil temperature, was a controlling factor. Total soil CO₂ loss was huge and indicates that the adoption of reduced tillage would considerably decrease soil carbon dioxide emission in our region, particularly during the summer season and when growers leave large amounts of crop residues on the soil surface. Although it is known that crop residues are important for restoring soil carbon, our result indicates that an amount equivalent to approximately 30% of annual crop carbon residues could be transferred to the atmosphere, in a period of 4 weeks only, when conventional tillage is applied on no-tilled soils.