灌水量对温室番茄土壤CO 2 、N 2 O和CH 4 排放的影响
发布时间：2021-07-31 02:04
为揭示不同灌水量对温室番茄土壤CO2、N2O和CH4排放及作物产量的影响,提出有效的减排措施,试验设置充分灌溉(1.0W,W1.0;W为充分供水的灌水量)、亏缺20%灌溉(0.8W,W0.8)和亏缺40%灌溉(0.6W,W0.6)3个灌水水平,采用静态暗箱/气相色谱法于2017年4—12月对两茬温室番茄土壤CO2、N2O和CH4进行全生长季监测,分析土壤CO2、N2O和CH4排放对不同灌水量的响应.结果表明:番茄两个生长季中,土壤CO2、N2O和CH4排放量均随着灌水量增加呈现逐渐增加的趋势(W1.0>W0.8>W0.6),除W0.6和W1.0
【文章来源】：应用生态学报. 2019,30(09)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
番茄两个生长季中不同灌水量处理土壤充水孔隙率和土壤温度的变化Fig．1Changesofsoilwater-filledporespace(WFPS)andsoiltemperatureunderdifferentirrigationamountsintwoconsecutivegreenhousetomatogrowingseasons．
图3番茄两个生长季中不同灌水量处理的番茄产量(Y)和灌溉水利用效率(IWUE)Fig．3Tomatoyield(Y)andirrigationwateruseefficiency(IWUE)underdifferentirrigationamountsintwoconsecutivegreenhousetomatogrowingseasons．图4土壤CO2、N2O和CH4排放/吸收通量与土壤充水孔隙率和土壤温度的关系Fig．4ＲelationshipsbetweensoilCO2，N2OandCH4fluxwithsoilwater-filledporespace(WFPS)andsoiltemperature．产量在不断增加，而灌溉水利用效率(IWUE)在逐渐减小;除W0．6和W1．0处理间产量和IWUE差异显著外，其他各处理间差异均未达显著水平．春夏季试验中，与W1．0处理相比(产量:33．50t·hm－2;IWUE:15．3kg·m－3)，W0．6和W0．8处理番茄产量分别减小了17．5%和11．1%，IWUE分别增加了37．5%和11．1%;秋冬季试验中，与W1．0处理相比(产量:28．58t·hm－2;IWUE:20．3kg·m－3)，W0．6和W0．8处理番茄产量分别减小了16．5%和13．8%，IWUE分别增加了39．1%和7．7%．番茄两个生长季中，不同灌溉处理全球增温潜势(GWP)均表现为:W0．6＜W0．8＜W1．0(表1)．春夏季，W0．6与W0．8和W1．0处理间GWP均产生显著差异;秋冬季，W0．6和W1．0处理间GWP差异显著．与W1．0处理相比，W0．6和W0．8处理GWP分别减小了22．9%和9．3%．随灌水量增加，单位产量全球增温潜势(GHGI)表现为先增加后降低的趋势:W0．6＜W1．0＜W0．8;但各灌水处
图5番茄两个生长季中土壤N2O排放通量和春夏季中土壤CO2排放通量与土壤温度的关系Fig．5ＲelationshipsbetweensoilN2OfluxinthetwoseasonsandsoilCO2fluxinspring-summerseasonwithsoiltemperatureintomatofield．进一步分析发现，GWP与IWUE的比值表现为:W0．6＜W0．8＜W1．0，且各处理间差异达到显著水平．因此，综合考虑番茄产量、IWUE和温室效应(CO2、N2O和CH4)，推荐W0．8为较佳的灌溉管理模式．2.4土壤温室气体排放通量与土壤水分和土壤温度的关系2.4.1土壤CO2、N2O和CH4排放/吸收通量与土壤水分的关系回归分析表明(图4)，土壤CO2排放通量与WFPS间存在极显著指数负相关关系，决定系数达到0．101;而土壤N2O排放通量与WFPS呈线性正相关关系，但相关性不显著;土壤CH4排放通量与WFPS间存在极显著线性正相关关系，决定系数达到0．245，说明土壤水分的变化解释了土壤CH4排放变化的24．5%．2.4.2土壤CO2、N2O和CH4排放/吸收通量与土壤温度的关系由图4可知，温室番茄土壤CO2、N2O和CH4排放/吸收通量与土壤温度(T)间无明显相关性．但进一步分析发现(图5)，以18℃土壤温度为界，当土壤温度小于或大于18℃时，土壤N2O排放通量与土壤温度均呈现指数负相关关系，且指数回归方程的相伴概率均达到显著水平．春夏季试验中土壤CO2排放通量与土壤温度间呈指数正相关关系(图5)，此时土壤呼吸温度敏感系数(Q10，温度增加10℃土壤呼吸速率改变的熵)为1．80;W0．6、
【参考文献】：
期刊论文
[1]加气条件下土壤N2O排放对硝化/反硝化细菌数量的响应[J]. 陈慧,李亮,蔡焕杰,朱艳,王云霏,徐家屯. 农业机械学报. 2018(04)
[2]加气灌溉改善温室番茄根区土壤通气性[J]. 朱艳,蔡焕杰,宋利兵,陈慧. 农业工程学报. 2017(21)
[3]不同灌溉量对华北平原菜地N2O排放及其来源的影响[J]. 丁军军,张薇,李玉中,林伟,徐春英,李巧珍. 应用生态学报. 2017(07)
[4]不同灌溉量对小麦-玉米轮作农田生态系统净碳汇的影响[J]. 刘晶晶,张阿凤,冯浩,邹小阳,陈海心. 应用生态学报. 2017(01)
[5]沟灌方式和灌水量对温室番茄综合品质与产量的影响[J]. 李红峥,曹红霞,郭莉杰,吴宣毅. 中国农业科学. 2016(21)
[6]氮肥施用水平及种类对生菜产量及菜地N2O排放的影响[J]. 易琼,黄旭,张木,黄巧义,逄玉万,唐拴虎. 农业环境科学学报. 2016(10)
[7]加气灌溉对番茄地土壤CO2排放的调控效应[J]. 陈慧,侯会静,蔡焕杰,朱艳,王超. 中国农业科学. 2016(17)
[8]水肥减量对设施芹菜地N2O排放的影响[J]. 杨岩,孙钦平,邹国元,许俊香,李吉进,刘春生,江丽华. 中国农业气象. 2016(03)
[9]加气灌溉温室番茄地土壤N2O排放特征[J]. 陈慧,侯会静,蔡焕杰,朱艳. 农业工程学报. 2016(03)
[10]水稻控制灌溉对稻麦轮作农田N2O排放的调控效应[J]. 侯会静,陈慧,杨士红,徐俊增. 农业工程学报. 2015(12)
本文编号：3312548
【文章来源】：应用生态学报. 2019,30(09)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
番茄两个生长季中不同灌水量处理土壤充水孔隙率和土壤温度的变化Fig．1Changesofsoilwater-filledporespace(WFPS)andsoiltemperatureunderdifferentirrigationamountsintwoconsecutivegreenhousetomatogrowingseasons．
图3番茄两个生长季中不同灌水量处理的番茄产量(Y)和灌溉水利用效率(IWUE)Fig．3Tomatoyield(Y)andirrigationwateruseefficiency(IWUE)underdifferentirrigationamountsintwoconsecutivegreenhousetomatogrowingseasons．图4土壤CO2、N2O和CH4排放/吸收通量与土壤充水孔隙率和土壤温度的关系Fig．4ＲelationshipsbetweensoilCO2，N2OandCH4fluxwithsoilwater-filledporespace(WFPS)andsoiltemperature．产量在不断增加，而灌溉水利用效率(IWUE)在逐渐减小;除W0．6和W1．0处理间产量和IWUE差异显著外，其他各处理间差异均未达显著水平．春夏季试验中，与W1．0处理相比(产量:33．50t·hm－2;IWUE:15．3kg·m－3)，W0．6和W0．8处理番茄产量分别减小了17．5%和11．1%，IWUE分别增加了37．5%和11．1%;秋冬季试验中，与W1．0处理相比(产量:28．58t·hm－2;IWUE:20．3kg·m－3)，W0．6和W0．8处理番茄产量分别减小了16．5%和13．8%，IWUE分别增加了39．1%和7．7%．番茄两个生长季中，不同灌溉处理全球增温潜势(GWP)均表现为:W0．6＜W0．8＜W1．0(表1)．春夏季，W0．6与W0．8和W1．0处理间GWP均产生显著差异;秋冬季，W0．6和W1．0处理间GWP差异显著．与W1．0处理相比，W0．6和W0．8处理GWP分别减小了22．9%和9．3%．随灌水量增加，单位产量全球增温潜势(GHGI)表现为先增加后降低的趋势:W0．6＜W1．0＜W0．8;但各灌水处
图5番茄两个生长季中土壤N2O排放通量和春夏季中土壤CO2排放通量与土壤温度的关系Fig．5ＲelationshipsbetweensoilN2OfluxinthetwoseasonsandsoilCO2fluxinspring-summerseasonwithsoiltemperatureintomatofield．进一步分析发现，GWP与IWUE的比值表现为:W0．6＜W0．8＜W1．0，且各处理间差异达到显著水平．因此，综合考虑番茄产量、IWUE和温室效应(CO2、N2O和CH4)，推荐W0．8为较佳的灌溉管理模式．2.4土壤温室气体排放通量与土壤水分和土壤温度的关系2.4.1土壤CO2、N2O和CH4排放/吸收通量与土壤水分的关系回归分析表明(图4)，土壤CO2排放通量与WFPS间存在极显著指数负相关关系，决定系数达到0．101;而土壤N2O排放通量与WFPS呈线性正相关关系，但相关性不显著;土壤CH4排放通量与WFPS间存在极显著线性正相关关系，决定系数达到0．245，说明土壤水分的变化解释了土壤CH4排放变化的24．5%．2.4.2土壤CO2、N2O和CH4排放/吸收通量与土壤温度的关系由图4可知，温室番茄土壤CO2、N2O和CH4排放/吸收通量与土壤温度(T)间无明显相关性．但进一步分析发现(图5)，以18℃土壤温度为界，当土壤温度小于或大于18℃时，土壤N2O排放通量与土壤温度均呈现指数负相关关系，且指数回归方程的相伴概率均达到显著水平．春夏季试验中土壤CO2排放通量与土壤温度间呈指数正相关关系(图5)，此时土壤呼吸温度敏感系数(Q10，温度增加10℃土壤呼吸速率改变的熵)为1．80;W0．6、
【参考文献】：
期刊论文
[1]加气条件下土壤N2O排放对硝化/反硝化细菌数量的响应[J]. 陈慧,李亮,蔡焕杰,朱艳,王云霏,徐家屯. 农业机械学报. 2018(04)
[2]加气灌溉改善温室番茄根区土壤通气性[J]. 朱艳,蔡焕杰,宋利兵,陈慧. 农业工程学报. 2017(21)
[3]不同灌溉量对华北平原菜地N2O排放及其来源的影响[J]. 丁军军,张薇,李玉中,林伟,徐春英,李巧珍. 应用生态学报. 2017(07)
[4]不同灌溉量对小麦-玉米轮作农田生态系统净碳汇的影响[J]. 刘晶晶,张阿凤,冯浩,邹小阳,陈海心. 应用生态学报. 2017(01)
[5]沟灌方式和灌水量对温室番茄综合品质与产量的影响[J]. 李红峥,曹红霞,郭莉杰,吴宣毅. 中国农业科学. 2016(21)
[6]氮肥施用水平及种类对生菜产量及菜地N2O排放的影响[J]. 易琼,黄旭,张木,黄巧义,逄玉万,唐拴虎. 农业环境科学学报. 2016(10)
[7]加气灌溉对番茄地土壤CO2排放的调控效应[J]. 陈慧,侯会静,蔡焕杰,朱艳,王超. 中国农业科学. 2016(17)
[8]水肥减量对设施芹菜地N2O排放的影响[J]. 杨岩,孙钦平,邹国元,许俊香,李吉进,刘春生,江丽华. 中国农业气象. 2016(03)
[9]加气灌溉温室番茄地土壤N2O排放特征[J]. 陈慧,侯会静,蔡焕杰,朱艳. 农业工程学报. 2016(03)
[10]水稻控制灌溉对稻麦轮作农田N2O排放的调控效应[J]. 侯会静,陈慧,杨士红,徐俊增. 农业工程学报. 2015(12)
本文编号：3312548
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