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不同覆盖措施对黄土高原旱作农田N2O通量的影响
引用本文:刘全全,王俊,付鑫,刘文兆,Upendra M. Sainju.不同覆盖措施对黄土高原旱作农田N2O通量的影响[J].干旱地区农业研究,2016,34(3):115-122.
作者姓名:刘全全  王俊  付鑫  刘文兆  Upendra M. Sainju
作者单位:1. 西北大学城市与环境学院,陕西 西安,710127;2. 中国科学院水利部水土保持研究所,陕西 杨凌,712100;3. USDA-ARS Northern Plains Agricultural Research Laboratory Sidney MT 59270 USA
基金项目:国家自然科学基金项目(31270484;41171033),西北大学研究生自主创新项目(YZZ13006)
摘    要:为研究秸秆和地膜覆盖条件下旱作冬小麦田N_2O通量变化及水热状况,在中国科学院长武农业生态试验站采用静态箱-气相色谱法测定了冬小麦种植期间无覆盖处理(CK)、地膜覆盖处理(PM)、全年覆盖秸秆处理4 500 kg·hm~(-2)(M4500)和全年覆盖秸秆9 000 kg·hm~(-2)处理(M9000)土壤N_2O排放通量,并同步测定了土壤水分、土壤温度和气温。研究表明:CK、PM、M4500和M9000处理生育期内N_2O通量范围分别为17.24~321.86、19.03~388.00、21.57~344.53μg·m-2·h-1和24.77~348.42μg·m-2·h-1,生育期内N_2O平均排放通量分别为110.64、146.48、131.31μg·m-2·h-1和142.26μg·m-2·h-1,与CK相比,PM、M4500和M9000处理N_2O平均排放通量分别提高了32.29%、18.68%和28.57%,其中,PM和M9000处理与CK之间差异达极显著水平(P0.01)。PM处理N_2O累积排放量(7.25 kg·hm~(-2))较CK处理(5.18 kg·hm~(-2))提高了40%(P0.05),秸秆覆盖处理M4500(6.30kg·hm~(-2))和M9000(7.17 kg·hm~(-2))N_2O累积排放量较CK处理分别提高23%和38%(P0.05),PM和M9000处理N_2O累积排放量显著高于M4500,PM和M9000处理之间无显著差异。不同覆盖条件下生育期N_2O通量表现出明显的季节变化特征,小麦生长季始末期较高中期较低,N_2O排放受降水影响明显。生育期N_2O累积通量主要源于冬小麦拔节期至收获期,PM、M4500和M9000处理拔节期至收获期N_2O排放量分别占整个生育期的41%、40%和43%,均高于CK(38%)处理。土壤温度变化可以解释69%~76%土壤N_2O通量变化,土壤水分仅解释了37%~51%的土壤N_2O通量变化。回归分析表明无覆盖时,土壤水分是影响土壤N_2O排放的关键因子,秸秆覆盖和地膜覆盖条件下土壤温度是影响土壤N_2O排放的关键因子。覆盖秸秆4 500 kg·hm~(-2)是黄土旱塬区较为适宜的冬小麦栽培模式。

关 键 词:冬小麦  旱作农田  覆盖  N2O通量  土壤温度  土壤水分

Effects of different mulching measures on soil N2O flux in rainfed winter wheat fields in the Loess Plateau of China
LIU Quan-quan,WANG Jun,FU Xin,LIU Wen-zhao,Upendra M. Sainju.Effects of different mulching measures on soil N2O flux in rainfed winter wheat fields in the Loess Plateau of China[J].Agricultural Research in the Arid Areas,2016,34(3):115-122.
Authors:LIU Quan-quan  WANG Jun  FU Xin  LIU Wen-zhao  Upendra M Sainju
Institution:College of Urban and Environmental Sciences, Northwest University, Xi''an, Shaanxi 710127, China,College of Urban and Environmental Sciences, Northwest University, Xi''an, Shaanxi 710127, China,College of Urban and Environmental Sciences, Northwest University, Xi''an, Shaanxi 710127, China,Institute of Soil and Water Conservation, Chinese Academy of Sciences and Ministry of Water Resources, Yangling, Shaanxi 712100, China and USDA-ARS Northern Plains Agricultural Research Laboratory, Sidney, MT 59270, USA
Abstract:
Keywords:winter water  dryland farming  mulching  N2O flux  soil temperature  soil moisture
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