灌水量對溫室番茄土壤CO 2 、N 2 O和CH 4 排放的影響
發(fā)布時間：2021-07-31 02:04
為揭示不同灌水量對溫室番茄土壤CO2、N2O和CH4排放及作物產(chǎn)量的影響,提出有效的減排措施,試驗設置充分灌溉(1.0W,W1.0;W為充分供水的灌水量)、虧缺20%灌溉(0.8W,W0.8)和虧缺40%灌溉(0.6W,W0.6)3個灌水水平,采用靜態(tài)暗箱/氣相色譜法于2017年4—12月對兩茬溫室番茄土壤CO2、N2O和CH4進行全生長季監(jiān)測,分析土壤CO2、N2O和CH4排放對不同灌水量的響應.結(jié)果表明:番茄兩個生長季中,土壤CO2、N2O和CH4排放量均隨著灌水量增加呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(W1.0>W0.8>W0.6),除W0.6和W1.0
【文章來源】：應用生態(tài)學報. 2019,30(09)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：11 頁
【部分圖文】：
番茄兩個生長季中不同灌水量處理土壤充水孔隙率和土壤溫度的變化Fig．1Changesofsoilwater-filledporespace(WFPS)andsoiltemperatureunderdifferentirrigationamountsintwoconsecutivegreenhousetomatogrowingseasons．
圖3番茄兩個生長季中不同灌水量處理的番茄產(chǎn)量(Y)和灌溉水利用效率(IWUE)Fig．3Tomatoyield(Y)andirrigationwateruseefficiency(IWUE)underdifferentirrigationamountsintwoconsecutivegreenhousetomatogrowingseasons．圖4土壤CO2、N2O和CH4排放/吸收通量與土壤充水孔隙率和土壤溫度的關系Fig．4ＲelationshipsbetweensoilCO2，N2OandCH4fluxwithsoilwater-filledporespace(WFPS)andsoiltemperature．產(chǎn)量在不斷增加，而灌溉水利用效率(IWUE)在逐漸減小;除W0．6和W1．0處理間產(chǎn)量和IWUE差異顯著外，其他各處理間差異均未達顯著水平．春夏季試驗中，與W1．0處理相比(產(chǎn)量:33．50t·hm－2;IWUE:15．3kg·m－3)，W0．6和W0．8處理番茄產(chǎn)量分別減小了17．5%和11．1%，IWUE分別增加了37．5%和11．1%;秋冬季試驗中，與W1．0處理相比(產(chǎn)量:28．58t·hm－2;IWUE:20．3kg·m－3)，W0．6和W0．8處理番茄產(chǎn)量分別減小了16．5%和13．8%，IWUE分別增加了39．1%和7．7%．番茄兩個生長季中，不同灌溉處理全球增溫潛勢(GWP)均表現(xiàn)為:W0．6＜W0．8＜W1．0(表1)．春夏季，W0．6與W0．8和W1．0處理間GWP均產(chǎn)生顯著差異;秋冬季，W0．6和W1．0處理間GWP差異顯著．與W1．0處理相比，W0．6和W0．8處理GWP分別減小了22．9%和9．3%．隨灌水量增加，單位產(chǎn)量全球增溫潛勢(GHGI)表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢:W0．6＜W1．0＜W0．8;但各灌水處
圖5番茄兩個生長季中土壤N2O排放通量和春夏季中土壤CO2排放通量與土壤溫度的關系Fig．5ＲelationshipsbetweensoilN2OfluxinthetwoseasonsandsoilCO2fluxinspring-summerseasonwithsoiltemperatureintomatofield．進一步分析發(fā)現(xiàn)，GWP與IWUE的比值表現(xiàn)為:W0．6＜W0．8＜W1．0，且各處理間差異達到顯著水平．因此，綜合考慮番茄產(chǎn)量、IWUE和溫室效應(CO2、N2O和CH4)，推薦W0．8為較佳的灌溉管理模式．2.4土壤溫室氣體排放通量與土壤水分和土壤溫度的關系2.4.1土壤CO2、N2O和CH4排放/吸收通量與土壤水分的關系回歸分析表明(圖4)，土壤CO2排放通量與WFPS間存在極顯著指數(shù)負相關關系，決定系數(shù)達到0．101;而土壤N2O排放通量與WFPS呈線性正相關關系，但相關性不顯著;土壤CH4排放通量與WFPS間存在極顯著線性正相關關系，決定系數(shù)達到0．245，說明土壤水分的變化解釋了土壤CH4排放變化的24．5%．2.4.2土壤CO2、N2O和CH4排放/吸收通量與土壤溫度的關系由圖4可知，溫室番茄土壤CO2、N2O和CH4排放/吸收通量與土壤溫度(T)間無明顯相關性．但進一步分析發(fā)現(xiàn)(圖5)，以18℃土壤溫度為界，當土壤溫度小于或大于18℃時，土壤N2O排放通量與土壤溫度均呈現(xiàn)指數(shù)負相關關系，且指數(shù)回歸方程的相伴概率均達到顯著水平．春夏季試驗中土壤CO2排放通量與土壤溫度間呈指數(shù)正相關關系(圖5)，此時土壤呼吸溫度敏感系數(shù)(Q10，溫度增加10℃土壤呼吸速率改變的熵)為1．80;W0．6、
【參考文獻】：
期刊論文
[1]加氣條件下土壤N2O排放對硝化/反硝化細菌數(shù)量的響應[J]. 陳慧,李亮,蔡煥杰,朱艷,王云霏,徐家屯. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2018(04)
[2]加氣灌溉改善溫室番茄根區(qū)土壤通氣性[J]. 朱艷,蔡煥杰,宋利兵,陳慧. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2017(21)
[3]不同灌溉量對華北平原菜地N2O排放及其來源的影響[J]. 丁軍軍,張薇,李玉中,林偉,徐春英,李巧珍. 應用生態(tài)學報. 2017(07)
[4]不同灌溉量對小麥-玉米輪作農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)凈碳匯的影響[J]. 劉晶晶,張阿鳳,馮浩,鄒小陽,陳海心. 應用生態(tài)學報. 2017(01)
[5]溝灌方式和灌水量對溫室番茄綜合品質(zhì)與產(chǎn)量的影響[J]. 李紅崢,曹紅霞,郭莉杰,吳宣毅. 中國農(nóng)業(yè)科學. 2016(21)
[6]氮肥施用水平及種類對生菜產(chǎn)量及菜地N2O排放的影響[J]. 易瓊,黃旭,張木,黃巧義,逄玉萬,唐拴虎. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報. 2016(10)
[7]加氣灌溉對番茄地土壤CO2排放的調(diào)控效應[J]. 陳慧,侯會靜,蔡煥杰,朱艷,王超. 中國農(nóng)業(yè)科學. 2016(17)
[8]水肥減量對設施芹菜地N2O排放的影響[J]. 楊巖,孫欽平,鄒國元,許俊香,李吉進,劉春生,江麗華. 中國農(nóng)業(yè)氣象. 2016(03)
[9]加氣灌溉溫室番茄地土壤N2O排放特征[J]. 陳慧,侯會靜,蔡煥杰,朱艷. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2016(03)
[10]水稻控制灌溉對稻麥輪作農(nóng)田N2O排放的調(diào)控效應[J]. 侯會靜,陳慧,楊士紅,徐俊增. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2015(12)
本文編號：3312548
【文章來源】：應用生態(tài)學報. 2019,30(09)北大核心CSCD
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【部分圖文】：
番茄兩個生長季中不同灌水量處理土壤充水孔隙率和土壤溫度的變化Fig．1Changesofsoilwater-filledporespace(WFPS)andsoiltemperatureunderdifferentirrigationamountsintwoconsecutivegreenhousetomatogrowingseasons．
圖3番茄兩個生長季中不同灌水量處理的番茄產(chǎn)量(Y)和灌溉水利用效率(IWUE)Fig．3Tomatoyield(Y)andirrigationwateruseefficiency(IWUE)underdifferentirrigationamountsintwoconsecutivegreenhousetomatogrowingseasons．圖4土壤CO2、N2O和CH4排放/吸收通量與土壤充水孔隙率和土壤溫度的關系Fig．4ＲelationshipsbetweensoilCO2，N2OandCH4fluxwithsoilwater-filledporespace(WFPS)andsoiltemperature．產(chǎn)量在不斷增加，而灌溉水利用效率(IWUE)在逐漸減小;除W0．6和W1．0處理間產(chǎn)量和IWUE差異顯著外，其他各處理間差異均未達顯著水平．春夏季試驗中，與W1．0處理相比(產(chǎn)量:33．50t·hm－2;IWUE:15．3kg·m－3)，W0．6和W0．8處理番茄產(chǎn)量分別減小了17．5%和11．1%，IWUE分別增加了37．5%和11．1%;秋冬季試驗中，與W1．0處理相比(產(chǎn)量:28．58t·hm－2;IWUE:20．3kg·m－3)，W0．6和W0．8處理番茄產(chǎn)量分別減小了16．5%和13．8%，IWUE分別增加了39．1%和7．7%．番茄兩個生長季中，不同灌溉處理全球增溫潛勢(GWP)均表現(xiàn)為:W0．6＜W0．8＜W1．0(表1)．春夏季，W0．6與W0．8和W1．0處理間GWP均產(chǎn)生顯著差異;秋冬季，W0．6和W1．0處理間GWP差異顯著．與W1．0處理相比，W0．6和W0．8處理GWP分別減小了22．9%和9．3%．隨灌水量增加，單位產(chǎn)量全球增溫潛勢(GHGI)表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢:W0．6＜W1．0＜W0．8;但各灌水處
圖5番茄兩個生長季中土壤N2O排放通量和春夏季中土壤CO2排放通量與土壤溫度的關系Fig．5ＲelationshipsbetweensoilN2OfluxinthetwoseasonsandsoilCO2fluxinspring-summerseasonwithsoiltemperatureintomatofield．進一步分析發(fā)現(xiàn)，GWP與IWUE的比值表現(xiàn)為:W0．6＜W0．8＜W1．0，且各處理間差異達到顯著水平．因此，綜合考慮番茄產(chǎn)量、IWUE和溫室效應(CO2、N2O和CH4)，推薦W0．8為較佳的灌溉管理模式．2.4土壤溫室氣體排放通量與土壤水分和土壤溫度的關系2.4.1土壤CO2、N2O和CH4排放/吸收通量與土壤水分的關系回歸分析表明(圖4)，土壤CO2排放通量與WFPS間存在極顯著指數(shù)負相關關系，決定系數(shù)達到0．101;而土壤N2O排放通量與WFPS呈線性正相關關系，但相關性不顯著;土壤CH4排放通量與WFPS間存在極顯著線性正相關關系，決定系數(shù)達到0．245，說明土壤水分的變化解釋了土壤CH4排放變化的24．5%．2.4.2土壤CO2、N2O和CH4排放/吸收通量與土壤溫度的關系由圖4可知，溫室番茄土壤CO2、N2O和CH4排放/吸收通量與土壤溫度(T)間無明顯相關性．但進一步分析發(fā)現(xiàn)(圖5)，以18℃土壤溫度為界，當土壤溫度小于或大于18℃時，土壤N2O排放通量與土壤溫度均呈現(xiàn)指數(shù)負相關關系，且指數(shù)回歸方程的相伴概率均達到顯著水平．春夏季試驗中土壤CO2排放通量與土壤溫度間呈指數(shù)正相關關系(圖5)，此時土壤呼吸溫度敏感系數(shù)(Q10，溫度增加10℃土壤呼吸速率改變的熵)為1．80;W0．6、
【參考文獻】：
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[4]不同灌溉量對小麥-玉米輪作農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)凈碳匯的影響[J]. 劉晶晶,張阿鳳,馮浩,鄒小陽,陳海心. 應用生態(tài)學報. 2017(01)
[5]溝灌方式和灌水量對溫室番茄綜合品質(zhì)與產(chǎn)量的影響[J]. 李紅崢,曹紅霞,郭莉杰,吳宣毅. 中國農(nóng)業(yè)科學. 2016(21)
[6]氮肥施用水平及種類對生菜產(chǎn)量及菜地N2O排放的影響[J]. 易瓊,黃旭,張木,黃巧義,逄玉萬,唐拴虎. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報. 2016(10)
[7]加氣灌溉對番茄地土壤CO2排放的調(diào)控效應[J]. 陳慧,侯會靜,蔡煥杰,朱艷,王超. 中國農(nóng)業(yè)科學. 2016(17)
[8]水肥減量對設施芹菜地N2O排放的影響[J]. 楊巖,孫欽平,鄒國元,許俊香,李吉進,劉春生,江麗華. 中國農(nóng)業(yè)氣象. 2016(03)
[9]加氣灌溉溫室番茄地土壤N2O排放特征[J]. 陳慧,侯會靜,蔡煥杰,朱艷. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2016(03)
[10]水稻控制灌溉對稻麥輪作農(nóng)田N2O排放的調(diào)控效應[J]. 侯會靜,陳慧,楊士紅,徐俊增. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2015(12)
本文編號：3312548
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