双季稻系统周年内早稻光合碳对土壤有机碳的贡献
发布时间：2021-10-22 12:11
研究周年尺度的早稻光合碳对双季稻系统土壤有机碳的影响,对于理解农田碳循环及土壤固碳机制具有重要意义。通过盆栽试验,利用13C脉冲标记方法分别在孕穗期与灌浆期进行了2次标记处理,研究了年周期内不同时期早稻光合碳在双季稻系统中的分配和对土壤有机碳贡献的差异。研究发现,早稻植株标记1 d后,光合13C已向地上与地下部分转移分配。至早稻成熟期,孕穗期标记光合13C在"作物-土壤"系统中的回收率为74%,而灌浆期标记处理光合13C回收率仅为59%,且孕穗期标记碳在地下部分的分配比例要高于灌浆期标记碳。在当季及后续晚稻季,早稻孕穗期光合碳对可溶性土壤有机碳（DOC）的贡献率均显著高于早稻灌浆期光合碳,至晚稻成熟期,来自于早稻孕穗期标记碳、灌浆期标记碳在DOC中的贡献率分别为9.4%和2.6%。早稻孕穗期光合碳对土壤总有机碳（TOC）的贡献率在两季水稻收获时均显著高于灌浆期光合碳,至晚稻成熟期,早稻孕穗期光合碳对TOC的贡献率可达22%,是灌浆期光合碳贡献率的20.7倍。总体而言,相对于早稻灌浆期,早稻孕穗期光合...
【文章来源】：生态学杂志. 2020,39(11)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
1 3 C脉冲标记装置示意图
总体而言，早稻光合碳对土壤DOC的贡献率在2.6%～28.5%，贡献量为33.3～337.5 mg·kg-1soil(图2)，不同生育时期光合碳对土壤DOC的贡献差异明显。孕穗期标记后1天取样表明，早稻光合碳对土壤DOC的贡献极显著高于其他时期，贡献率可达28.6%(图2a)，贡献量为337.5 mg·kg-1soil(图2b)，随后下降，至早稻成熟期来自孕穗期光合碳的比例下降到9.4%，至晚稻成熟期贡献率显著下降到7.5%，贡献量下降到94.7 mg·kg-1soil。灌浆期标记处理表明光合碳对土壤DOC的贡献在标记后1 d和早稻成熟期几乎一致，至晚稻成熟期显著下降，贡献率由9.3%减小为2.6%，贡献量由95.4 mg·kg-1soil下降到33.3 mg·kg-1soil。孕穗期标记和灌浆期标记表明在早稻成熟期两者光合碳对DOC的贡献率几乎相同，但至晚稻成熟期来自孕穗期的光合碳显著高于灌浆期的光合碳，前者约为后者的2.8倍(图2)。说明不同时期的早稻光合碳对后季土壤DOC的贡献存在明显差异，早稻前中期的光合碳对后茬晚稻土壤DOC的影响要大于后期。2.3 早稻光合碳对周年土壤TOC的贡献
由图3看出，早稻成熟期至晚稻成熟期，孕穗期光合碳和灌浆期光合碳对土壤TOC的贡献率呈现相同的趋势，均显著下降。早稻成熟期，孕穗期光合碳对土壤TOC的贡献率为34.6%，贡献量为2.9g·kg-1soil，显著高于灌浆期的光合碳，为后者的5.6倍。至晚稻成熟期，早稻孕穗期光合碳对土壤TOC的贡献率显著下降为22.1%，贡献量下降到0.6g·kg-1soil，但仍显著高于早稻灌浆期光合碳的贡献，是后者的20.7倍。说明早稻光合碳对土壤TOC的贡献随着时间而逐渐减小，但早稻孕穗期光合碳相对于灌浆期光合碳对土壤TOC具有更大的贡献。3 讨论
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻光合碳在植物-土壤系统中的分配及其对CO2升高和施氮的响应[J]. 任逸文,肖谋良,袁红朝,祝贞科,李巧云,葛体达,苏以荣,吴金水. 应用生态学报. 2018(05)
[2]不同生育期光合碳在水稻-土壤系统中的分配[J]. 于鹏,张玉玲,王春新,安婷婷,邹洪涛,付时丰,李双异,汪景宽,张玉龙. 土壤学报. 2017(05)
[3]13C脉冲标记法:不同生育期水稻光合碳在植物-土壤系统中的分配[J]. 邓扬悟,唐纯,袁红朝,宁赵,邹观发,王久荣,葛体达,吴金水. 生态学报. 2017(19)
[4]不同生育期光合碳在水稻-土壤系统中的分配及输入效率[J]. 王群艳,祝贞科,袁红朝,隋方功,朱捍华,葛体达,吴金水. 环境科学研究. 2016(10)
[5]农田作物同化碳输入与周转的生物地球化学过程[J]. 祝贞科,沈冰洁,葛体达,王久荣,袁红朝,吴金水. 生态学报. 2016(19)
[6]13C脉冲标记定量研究施氮量对光合碳在水稻-土壤系统中分布的影响[J]. 刘萍,江春玉,李忠佩. 土壤学报. 2015(03)
[7]用13C脉冲标记方法研究施肥与地膜覆盖对玉米光合碳分配的影响[J]. 安婷婷,汪景宽,李双异,付时丰,裴久渤,李慧. 土壤学报. 2013(05)
[8]水稻光合同化碳向土壤有机碳库输入的定量研究:14C连续标记法[J]. 聂三安,周萍,葛体达,童成立,肖和艾,吴金水,张杨珠. 环境科学. 2012(04)
[9]土壤碳循环研究及中国稻田土壤固碳研究的进展与问题[J]. 潘根兴,李恋卿,郑聚锋,张旭辉,周萍. 土壤学报. 2008(05)
本文编号：3451074
【文章来源】：生态学杂志. 2020,39(11)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
1 3 C脉冲标记装置示意图
总体而言，早稻光合碳对土壤DOC的贡献率在2.6%～28.5%，贡献量为33.3～337.5 mg·kg-1soil(图2)，不同生育时期光合碳对土壤DOC的贡献差异明显。孕穗期标记后1天取样表明，早稻光合碳对土壤DOC的贡献极显著高于其他时期，贡献率可达28.6%(图2a)，贡献量为337.5 mg·kg-1soil(图2b)，随后下降，至早稻成熟期来自孕穗期光合碳的比例下降到9.4%，至晚稻成熟期贡献率显著下降到7.5%，贡献量下降到94.7 mg·kg-1soil。灌浆期标记处理表明光合碳对土壤DOC的贡献在标记后1 d和早稻成熟期几乎一致，至晚稻成熟期显著下降，贡献率由9.3%减小为2.6%，贡献量由95.4 mg·kg-1soil下降到33.3 mg·kg-1soil。孕穗期标记和灌浆期标记表明在早稻成熟期两者光合碳对DOC的贡献率几乎相同，但至晚稻成熟期来自孕穗期的光合碳显著高于灌浆期的光合碳，前者约为后者的2.8倍(图2)。说明不同时期的早稻光合碳对后季土壤DOC的贡献存在明显差异，早稻前中期的光合碳对后茬晚稻土壤DOC的影响要大于后期。2.3 早稻光合碳对周年土壤TOC的贡献
由图3看出，早稻成熟期至晚稻成熟期，孕穗期光合碳和灌浆期光合碳对土壤TOC的贡献率呈现相同的趋势，均显著下降。早稻成熟期，孕穗期光合碳对土壤TOC的贡献率为34.6%，贡献量为2.9g·kg-1soil，显著高于灌浆期的光合碳，为后者的5.6倍。至晚稻成熟期，早稻孕穗期光合碳对土壤TOC的贡献率显著下降为22.1%，贡献量下降到0.6g·kg-1soil，但仍显著高于早稻灌浆期光合碳的贡献，是后者的20.7倍。说明早稻光合碳对土壤TOC的贡献随着时间而逐渐减小，但早稻孕穗期光合碳相对于灌浆期光合碳对土壤TOC具有更大的贡献。3 讨论
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻光合碳在植物-土壤系统中的分配及其对CO2升高和施氮的响应[J]. 任逸文,肖谋良,袁红朝,祝贞科,李巧云,葛体达,苏以荣,吴金水. 应用生态学报. 2018(05)
[2]不同生育期光合碳在水稻-土壤系统中的分配[J]. 于鹏,张玉玲,王春新,安婷婷,邹洪涛,付时丰,李双异,汪景宽,张玉龙. 土壤学报. 2017(05)
[3]13C脉冲标记法:不同生育期水稻光合碳在植物-土壤系统中的分配[J]. 邓扬悟,唐纯,袁红朝,宁赵,邹观发,王久荣,葛体达,吴金水. 生态学报. 2017(19)
[4]不同生育期光合碳在水稻-土壤系统中的分配及输入效率[J]. 王群艳,祝贞科,袁红朝,隋方功,朱捍华,葛体达,吴金水. 环境科学研究. 2016(10)
[5]农田作物同化碳输入与周转的生物地球化学过程[J]. 祝贞科,沈冰洁,葛体达,王久荣,袁红朝,吴金水. 生态学报. 2016(19)
[6]13C脉冲标记定量研究施氮量对光合碳在水稻-土壤系统中分布的影响[J]. 刘萍,江春玉,李忠佩. 土壤学报. 2015(03)
[7]用13C脉冲标记方法研究施肥与地膜覆盖对玉米光合碳分配的影响[J]. 安婷婷,汪景宽,李双异,付时丰,裴久渤,李慧. 土壤学报. 2013(05)
[8]水稻光合同化碳向土壤有机碳库输入的定量研究:14C连续标记法[J]. 聂三安,周萍,葛体达,童成立,肖和艾,吴金水,张杨珠. 环境科学. 2012(04)
[9]土壤碳循环研究及中国稻田土壤固碳研究的进展与问题[J]. 潘根兴,李恋卿,郑聚锋,张旭辉,周萍. 土壤学报. 2008(05)
本文编号：3451074
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