水氮耦合对黑土稻田土壤呼吸与碳平衡的影响
发布时间：2021-08-16 17:54
为探明不同水氮耦合方式对东北黑土区稻田碳循环的影响,以黑龙江省黑土稻田为研究对象,于2018年进行大田试验,试验设置常规灌溉（F）与控制灌溉（C）两种灌水方式,全生育期施氮量设置0、85、110、135 kg/hm24个水平（N0、N1、N2、N3）,测定了8种不同水氮耦合方式下水稻不同生育期平均土壤呼吸速率、微生物呼吸速率和根呼吸速率的变化以及水稻收获后各器官的固碳量。结果表明,水稻植株总固碳量为446. 49～716. 92 g/m2,各处理水稻收获后各器官固碳量从大到小依次为穗、茎、叶、根,分别占植株总固碳量的53. 69%～59. 44%、27. 42%～30. 12%、7. 24%～8. 96%、4. 71%～8. 35%。控制灌溉模式能提高水稻植株固碳量,其中CN2处理的总固碳量最大。相同施氮量、控制灌溉模式下,茎、叶、根固碳量均大于常规灌溉模式,除CN0处理穗固碳量低于FN0处理外,其余相同施氮量、控制灌溉模式下的穗固碳量均大于常规灌溉模式。不同水氮耦合方式下,水稻从返青期至乳熟期各生育期平均土壤呼吸速率、微生物呼吸速率、根呼吸...
【文章来源】：农业机械学报. 2020,51(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
水稻生长期内空气温度和降雨量的日变化曲线
不同水氮耦合方式下，水稻收获后各器官干物质量、碳含量如图2(图中不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05))所示。试验结果表明，不同水氮耦合方式对各器官干物质量、含碳量均有影响。常规灌溉模式下，水稻各器官干物质量均随施氮量的增加而增大;控制灌溉模式下，施入氮肥后各器官干物质量均高于不施肥处理，其中CN2处理叶、茎、穗3器官的干物质量均高于其他施氮量处理;除CN0处理叶、茎干物质量低于FN0处理外，控制灌溉模式下其他施氮量处理各器官干物质量均高于常规灌溉模式下相同施氮量处理。相同施氮量下，控制灌溉模式下水稻各器官碳含量均高于常规灌溉;两种灌溉模式下，施入氮肥处理根、茎、叶3器官的碳含量均显著高于不施氮肥处理(P<0.05);除FN0、FN1处理穗的碳含量显著低于其他各处理外(P<0.05)，其他处理穗的碳含量不存在显著性差异(P>0.05);随着施氮量的增大，各处理水稻收获后各器官的碳含量均逐渐增大。综合来看，穗的含碳量最高，根的含碳量最低，各处理穗和根的含碳量平均为40.25%、30.30%，其中CN3处理最高，为41.69%、31.64%,FN0处理最低，为37.91%、28.02%。不同水氮耦合方式下，水稻收获后植株固碳量如表2所示。结果表明，水稻植株总固碳量为446.49～716.92 g/m2。常规灌溉模式下，植株总固碳量随着施氮量的增加而逐渐增大;控制灌溉模式下各处理植株总固碳量高于常规灌溉模式相同施氮量处理，其中CN2处理总固碳量最大，为716.92 g/m2。水稻收获后各器官固碳量从大到小依次为穗、茎、叶、根，4器官固碳量分别占植株总固碳量的53.69%～59.44%、27.42%～30.12%、7.24%～8.96%、4.71%～8.35%。相同施氮量下，控制灌溉模式下茎、叶、根固碳量均大于常规灌溉模式;两种灌溉模式下3器官的固碳量均随着施氮量的增加而增大，除CN0处理的穗固碳量低于FN0外，其余相同施氮量、控制灌溉模式下穗固碳量均大于常规灌溉模式，且穗固碳量随着施氮量的增加而逐渐增大。
不同水氮耦合方式下，水稻各生育期平均微生物呼吸速率及根呼吸速率如图4所示。试验结果表明，各生育期平均微生物呼吸速率及根呼吸速率均与各生育期平均土壤总呼吸速率整体变化趋势相同，从返青期到乳熟期整体呈先升高后降低的趋势，且均在分蘖期达到峰值，其中CN3处理在分蘖期平均微生物呼吸速率及根呼吸速率最大，分别为5.12、1.95μmol/(m2·s)。在返青期，由于水稻根系并不发达，且低温导致土壤微生物活动较弱，导致稻田根呼吸及微生物呼吸对不同水氮耦合方式的响应较弱，变化规律并不明显;在水稻其他各生育期，两种灌溉模式下的平均微生物呼吸速率及根呼吸速率均随施氮量的增加而增大，且控制灌溉模式下各施氮量处理平均微生物呼吸速率及根呼吸速率均大于常规灌溉模式下相同施氮量处理。图4 水稻各生育期平均微生物和根的呼吸速率
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土丘陵区退耕草地土壤呼吸及其组分对氮磷添加的响应[J]. 周俊杰,陈志飞,杨全,赖帅彬,王智,徐炳成. 环境科学. 2020(01)
[2]不同施肥水平对夏玉米土壤呼吸的影响研究[J]. 毛一男,胡振华,彭致功,张宝忠,魏征,刘露. 中国农村水利水电. 2019(04)
[3]长期施肥对春玉米田土壤呼吸及碳平衡的影响研究[J]. 程万莉,雷康宁,王淑英,李利利,樊廷录,李尚中,赵刚,张建军,唐小明,党翼,王磊. 干旱地区农业研究. 2019(02)
[4]玉米农田土壤碳排放及碳平衡对地膜覆盖方式及种植行距的响应[J]. 于爱忠,柴强,殷文,胡发龙,樊志龙,赵财. 中国农业科学. 2018(19)
[5]15N示踪分析节水灌溉下水稻对不同时期氮肥的吸收分配[J]. 张忠学,陈鹏,陈帅宏,郑恩楠,聂堂哲,刘明. 农业机械学报. 2018(06)
[6]长期定位施肥下黑土呼吸的变化特征及其影响因素[J]. 贺美,王立刚,王迎春,沈欣,张亦涛,朱平. 农业工程学报. 2018(04)
[7]覆膜方式对小麦-玉米轮作农田生态系统净碳汇的影响[J]. 冯浩,刘晶晶,张阿凤,邹小阳,陈海心. 农业机械学报. 2017(04)
[8]节水灌溉稻田土壤呼吸变化及其影响因素分析[J]. 杨士红,王乙江,徐俊增,刘笑吟. 农业工程学报. 2015(08)
[9]长期不同施肥黑土碳氮库的组分特征[J]. 孟繁华,李桂花,卢昌艾,于维水,武红亮. 中国土壤与肥料. 2015(02)
[10]保水剂用量对农田生态系统碳足迹的影响[J]. 杨永辉,武继承,赵世伟,潘晓莹,何方. 农业机械学报. 2015(04)
博士论文
[1]不同稻作模式稻田碳固定、碳排放和土壤有机碳变化机制研究[D]. 展茗.华中农业大学 2009
硕士论文
[1]施肥对水稻碳积累的影响研究[D]. 田莉.浙江大学 2013
[2]耕作和施肥对稻田生态系统土壤碳排放及碳收支影响的研究[D]. 寇志奎.华中农业大学 2011
[3]施肥对水稻植株碳氮分配与积累的影响[D]. 冯蕾.西安建筑科技大学 2011
本文编号：3346130
【文章来源】：农业机械学报. 2020,51(06)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
水稻生长期内空气温度和降雨量的日变化曲线
不同水氮耦合方式下，水稻收获后各器官干物质量、碳含量如图2(图中不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05))所示。试验结果表明，不同水氮耦合方式对各器官干物质量、含碳量均有影响。常规灌溉模式下，水稻各器官干物质量均随施氮量的增加而增大;控制灌溉模式下，施入氮肥后各器官干物质量均高于不施肥处理，其中CN2处理叶、茎、穗3器官的干物质量均高于其他施氮量处理;除CN0处理叶、茎干物质量低于FN0处理外，控制灌溉模式下其他施氮量处理各器官干物质量均高于常规灌溉模式下相同施氮量处理。相同施氮量下，控制灌溉模式下水稻各器官碳含量均高于常规灌溉;两种灌溉模式下，施入氮肥处理根、茎、叶3器官的碳含量均显著高于不施氮肥处理(P<0.05);除FN0、FN1处理穗的碳含量显著低于其他各处理外(P<0.05)，其他处理穗的碳含量不存在显著性差异(P>0.05);随着施氮量的增大，各处理水稻收获后各器官的碳含量均逐渐增大。综合来看，穗的含碳量最高，根的含碳量最低，各处理穗和根的含碳量平均为40.25%、30.30%，其中CN3处理最高，为41.69%、31.64%,FN0处理最低，为37.91%、28.02%。不同水氮耦合方式下，水稻收获后植株固碳量如表2所示。结果表明，水稻植株总固碳量为446.49～716.92 g/m2。常规灌溉模式下，植株总固碳量随着施氮量的增加而逐渐增大;控制灌溉模式下各处理植株总固碳量高于常规灌溉模式相同施氮量处理，其中CN2处理总固碳量最大，为716.92 g/m2。水稻收获后各器官固碳量从大到小依次为穗、茎、叶、根，4器官固碳量分别占植株总固碳量的53.69%～59.44%、27.42%～30.12%、7.24%～8.96%、4.71%～8.35%。相同施氮量下，控制灌溉模式下茎、叶、根固碳量均大于常规灌溉模式;两种灌溉模式下3器官的固碳量均随着施氮量的增加而增大，除CN0处理的穗固碳量低于FN0外，其余相同施氮量、控制灌溉模式下穗固碳量均大于常规灌溉模式，且穗固碳量随着施氮量的增加而逐渐增大。
不同水氮耦合方式下，水稻各生育期平均微生物呼吸速率及根呼吸速率如图4所示。试验结果表明，各生育期平均微生物呼吸速率及根呼吸速率均与各生育期平均土壤总呼吸速率整体变化趋势相同，从返青期到乳熟期整体呈先升高后降低的趋势，且均在分蘖期达到峰值，其中CN3处理在分蘖期平均微生物呼吸速率及根呼吸速率最大，分别为5.12、1.95μmol/(m2·s)。在返青期，由于水稻根系并不发达，且低温导致土壤微生物活动较弱，导致稻田根呼吸及微生物呼吸对不同水氮耦合方式的响应较弱，变化规律并不明显;在水稻其他各生育期，两种灌溉模式下的平均微生物呼吸速率及根呼吸速率均随施氮量的增加而增大，且控制灌溉模式下各施氮量处理平均微生物呼吸速率及根呼吸速率均大于常规灌溉模式下相同施氮量处理。图4 水稻各生育期平均微生物和根的呼吸速率
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土丘陵区退耕草地土壤呼吸及其组分对氮磷添加的响应[J]. 周俊杰,陈志飞,杨全,赖帅彬,王智,徐炳成. 环境科学. 2020(01)
[2]不同施肥水平对夏玉米土壤呼吸的影响研究[J]. 毛一男,胡振华,彭致功,张宝忠,魏征,刘露. 中国农村水利水电. 2019(04)
[3]长期施肥对春玉米田土壤呼吸及碳平衡的影响研究[J]. 程万莉,雷康宁,王淑英,李利利,樊廷录,李尚中,赵刚,张建军,唐小明,党翼,王磊. 干旱地区农业研究. 2019(02)
[4]玉米农田土壤碳排放及碳平衡对地膜覆盖方式及种植行距的响应[J]. 于爱忠,柴强,殷文,胡发龙,樊志龙,赵财. 中国农业科学. 2018(19)
[5]15N示踪分析节水灌溉下水稻对不同时期氮肥的吸收分配[J]. 张忠学,陈鹏,陈帅宏,郑恩楠,聂堂哲,刘明. 农业机械学报. 2018(06)
[6]长期定位施肥下黑土呼吸的变化特征及其影响因素[J]. 贺美,王立刚,王迎春,沈欣,张亦涛,朱平. 农业工程学报. 2018(04)
[7]覆膜方式对小麦-玉米轮作农田生态系统净碳汇的影响[J]. 冯浩,刘晶晶,张阿凤,邹小阳,陈海心. 农业机械学报. 2017(04)
[8]节水灌溉稻田土壤呼吸变化及其影响因素分析[J]. 杨士红,王乙江,徐俊增,刘笑吟. 农业工程学报. 2015(08)
[9]长期不同施肥黑土碳氮库的组分特征[J]. 孟繁华,李桂花,卢昌艾,于维水,武红亮. 中国土壤与肥料. 2015(02)
[10]保水剂用量对农田生态系统碳足迹的影响[J]. 杨永辉,武继承,赵世伟,潘晓莹,何方. 农业机械学报. 2015(04)
博士论文
[1]不同稻作模式稻田碳固定、碳排放和土壤有机碳变化机制研究[D]. 展茗.华中农业大学 2009
硕士论文
[1]施肥对水稻碳积累的影响研究[D]. 田莉.浙江大学 2013
[2]耕作和施肥对稻田生态系统土壤碳排放及碳收支影响的研究[D]. 寇志奎.华中农业大学 2011
[3]施肥对水稻植株碳氮分配与积累的影响[D]. 冯蕾.西安建筑科技大学 2011
本文编号：3346130
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