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1、第29卷第3期干旱地区农业研究Vol.29No.32011年5月AgriculturalResearchintheAridAreasMay2011旱作燕麦不同耕作方式对土壤温室气体排放的影响11*2111张志栋,刘景辉,YUQing,王润莲,王永强崔凤娟(1.内蒙古农业大学,内蒙古呼和浩特010018;2.加拿大农业部东部谷物与油料作物研究中心,加拿大渥太华K1A0C6)摘要:采用静态箱法测定了常规耕作、免耕留低茬低覆盖、免耕留高茬低覆盖、免耕留低茬高覆盖和免耕留高茬高覆盖5个处理条件下燕麦播种前、生育过程中和收割后土壤CO2、CH4和N2O的排放通量。结果表明:CO
2、2排放通量呈单峰曲线变化,峰值出现在苗期;CH4排放通量多为负值,表现为吸收,季节性变化不明显;N2O排放规律性不明显。处理间相比,CO2排放通量和CH4吸收通量从大到小依次为常规耕作、免耕留低茬低覆盖、免耕留高茬低覆盖、免耕留低茬高覆盖和免耕留高茬高覆盖;N2O与CO2的排放趋势相反;温室气体综合排放效应与CO2趋势一致。免耕留茬秸秆覆盖减少了CO2排放和CH4吸收,增加了N2O排放,温室气体综合排放效应降低,有利于温室气体减排,但不同处理温室气体排放的长期效应还有待研究。关键词:燕麦;耕作方式;温室气体排放;旱作;农牧交错区中图分类号:S154.1文献标识码:A
3、文章编号:1000-7601(2011)03-0112-06温室气体是指地球大气中导致温室效应的气1材料与方法体,主要包括CO2、CH4和N2O等。大气中不断增多[1~3]的CO2是导致全球变暖的主要原因。与CO2相1.1试验区概况比,CH4在大气中停留时间更长,红外线吸收能力更本试验于2008年至2009年在位于呼和浩特市强[4],其增温效应大约是CO2的25倍[5];N2O的增武川县的内蒙古农业大学燕麦良种繁育基地(111温效应则更大[6~8],具有更强的增温潜势。土壤产E,41N)进行,2008年做燕麦预备留茬及秸秆覆盖处理,2009年进行试验测定。武川县
4、位于内蒙古自生与排放CO2、CH4和N2O等温室气体的过程,也是治区中部,阴山北麓,海拔1500m左右,属中温带陆地生态系统碳氮循环和土壤碳氮库的主要输出途径[9]。土壤耕作对农田温室气体排放具有重要影大陆性季风气候,年平均气温3.0,年平均降水响[10~12],大规模的翻耕和秸秆燃烧造成了土壤有300mm左右,无霜期约110d,土壤属于栗钙土,质地偏砂,易受侵蚀,是典型的农牧交错带和严重风蚀机质大量损失,使农田成为温室气体一个重要排放沙化区。试验区0~20cm耕层常规耕作和免耕田源。发达国家由于实行少耕、免耕等耕作措施,使农土壤有机质含量分别为6.2mg/g和6.9mg/
5、g,全氮业土壤碳库呈稳定增长的趋势,较显著地弥补了其它领域的碳排放[13,14]。20世纪80年代以来我国也含量分别为0.47mg/g和0.56mg/g,全磷含量分别为0.42mg/g和0.46mg/g。采取了秸秆还田、少免耕等耕作措施,使农田土壤有机碳库基本上呈增长趋势[10]。目前,对我国农田生1.2试验设计和测定方法试验设5个处理,分别是:(1)常规耕作(CT):传态系统温室气体排放的研究主要集中南方水田或灌溉条件较好的区域,北方旱作区的研究相对较少,对统收割后进行常规耕翻,春季再种植作物,耕翻深度北方农牧交错区生态条件脆弱、自然环境较为恶劣20cm;(2)免耕留低茬
6、低覆盖(DD):免耕留茬102地区的研究则鲜有报道。本文旨在研究常规耕作、cm,秸秆覆盖量1500kg/hm;(3)免耕留高茬低覆2免耕不同留茬高度及不同秸秆覆盖量等旱作耕作方盖(GD):免耕留茬20cm,秸秆覆盖量1500kg/hm;式对燕麦田温室气体排放通量的影响及其综合温室(4)免耕留低茬高覆盖(DG):免耕留茬10cm,秸秆2效应,为评估旱作不同耕作方式土壤固碳潜力和温覆盖量3000kg/hm;(5)免耕留高茬高覆盖(GG):2室气体减排提供依据。免耕留茬20cm,秸秆覆盖量3000kg/hm。试验重收稿日期:2010-10-15基金项目:国家自然科学基金(30860
7、135);国家科技支撑重点课题(2006BAD15B05);内蒙古农业大学创新团队;现代农业产业技术体系建设专项资金(nycytx-14)作者简介:张志栋(1979),男,内蒙古乌兰察布市人,在读博士,研究方向为耕作制度与农业生态系统。E-mail:zhangzd2006@126.com。通讯作者:刘景辉(1965),男,内蒙古通辽人,教授,博士,研究方向为耕作制度与农业生态系统。E-mail:cauljh@sina.com;cauljh@yahoo.com.cn。第3期张志栋等:旱作燕
