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关中地区不同轮作模式农田土壤固碳潜力及效应研究

张青  
【摘要】:随着全球气候的变化,有关农业生产过程中碳源汇问题成为近年来,农业减排领域研究的热点问题。为了给关中地区相关领域提供有力的数据支撑同时为选择适宜本地区的具有良好固碳潜力的种植模式提供必要的实践基础,本研究通过长期田间定位试验的方式,研究陕西关中黄土高原旱作条件下麦闲、麦玉、麦豆3种主要的种植模式下土壤的有机碳含量、有机碳储量、土壤CO2排放及其与主要影响因子、作物固碳能力,并在此基础上估算了土壤的固碳潜力。主要结论如下: 3种轮作模式土壤有机碳含量随土层的加深而减少,麦闲轮作模式第一轮作期内有机碳含量随时间逐渐增加,第二轮作期内变化幅度较小;土壤有机碳储量保持在400-900kgC之间,观测期内有机碳储量变化较小。 麦玉和麦闲轮作模式土壤CO2排放2012年4月18日与5月8日期间有峰值出现,2012.6-2013.6期间3种轮作模式CO2排放变化相似。CO2排放通量与土壤温度、含水量的相关性:2011.6-2012.6期间均表现为负相关关系,其中麦闲轮作模式部分处理与含水量呈极显著相关;麦豆轮作模式仅有个别达到显著水平;麦玉轮作模式部分处理区与土壤含水量达到极显著相关。2012.6-2013.6期间麦闲轮作模式与土壤含水量负相关,与土壤温度显著正相关且部分处理达到极显著相关;麦豆与麦玉轮作模式相关性均为正相关,同时与土壤温度关系达到显著相关。 碳固定量表现为作物碳固定高于土壤碳固定,固定总量依次为22.09kg·m-2C、15.01kg·m-2C、21.47kg·m-2C,每种模式的最大碳固定速率值依次为121.12%、55.20%、70.85%。 土壤CO2排放总量为麦玉轮作模式麦闲轮作模式麦豆轮作模式,各个模式碳排放总量依次为111.38kg·m-2C、101.09kg·m-2C、99.96kg·m-2C。 3种轮作模式实际碳固定潜力呈现麦闲轮作模式>麦豆轮作模式>麦玉轮作模式,固定潜力值依次为-79kg·m-2C、-84.95kg·m-2C、-107.52kg·m-2C,麦豆轮作模式和麦玉轮作模式相对于麦闲轮作碳固定潜力为-5.95kg·m-2C、-28.52kg·m-2C。


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