河西绿洲农田土壤呼吸特征及其对长期施肥的响应研究获新进展
发表日期:2022-06-20来源：
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在陆地生态系统中，土壤碳库的碳贮量最大，约分别是植被碳库和大气碳库的3倍和2倍。土壤呼吸是土壤碳库向大气碳库输入碳的主要途径，土壤呼吸速率相对微小的改变长期都会显著改变大气中CO2的浓度，从而加剧或减缓全球气候变暖。农业土壤被认为在降低大气CO2浓度和减缓温室效应方面具有很大潜力。中国农业用地面积约1.33×106 km2，占国土总面积的14%，农田生态系统土壤呼吸在中国生态系统碳循环中具有重要的调节作用。研究土壤呼吸对农田管理措施的响应，对于优化农业土壤管理，进而对调节农田生态系统碳排放具有重要意义。
中国科学院西北生态环境资源研究院（以下简称“西北研究院”）杨荣研究员团队以河西走廊典型的荒漠绿洲新垦农田为研究对象，设置9个施肥处理（高量有机肥，M3；高量氮磷肥，NP3；低量氮磷肥+高量有机肥，NP1M3；低量氮磷钾肥，NPK1；中量氮磷钾肥，NPK2；高量氮磷钾肥，NPK3；低量氮磷钾肥+高量有机肥，NPK1M3；中量氮磷钾肥+中量有机肥，NPK2M2；高量氮磷钾肥+低量有机肥，NPK3M1），于2019—2020年7—8月采用LI-COR 8100对玉米农田土壤呼吸进行观测，分析土壤呼吸的变化、日动态及其主要影响因素。结果表明：(1)不同施肥处理，土壤呼吸速率M3>NP3>NPK1M3>NPK3M1>NPK2M2>NP1M3>NPK2>NPK3>NPK1，单施有机肥能显著提高土壤呼吸速率，较其他处理增长22.1%—41.4%。（2）不同施肥措施土壤呼吸日变化呈单峰曲线，峰值出现在13：00—16：00，土壤呼吸日变化主要受土壤温度变化的影响。（3）土壤温度和土壤湿度分别解释了土壤呼吸变化的24.2%—44.8%和7.7%—36.4%，土壤呼吸与土壤温度显著正相关，而与土壤湿度无显著相关性，不同施肥处理土壤呼吸温度敏感性系数Q10值1.419—1.600。（4）土壤呼吸与有机质、总氮、总碳、碱解氮存在显著正相关关系，施用有机肥使土壤有机质、总氮、总碳、碱解氮分别提升188.9%、80.5%、79.3%、147.0%，进而促进土壤呼吸，土壤呼吸与玉米产量无显著关系。不同的施肥措施会对土壤质量和土壤呼吸产生不同影响，有机肥和氮磷钾化肥的平衡施用，能够在提升土壤质量的同时减少碳排放，可在生产实践中采用。
该成果以“河西绿洲农田土壤呼吸特征及其对长期施肥的响应”为题发表于《中国沙漠》2022年第3期。西北研究院陈仕阳为论文第一作者，杨荣研究员为论文通讯作者。该研究获中国科学院A类先导专项（XDA23060302）、甘肃省科技计划项目（创新基地和人才计划，20JR10RA032）资助。
不同施肥措施下的土壤呼吸和土壤温度日变化
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