耕作方式转变对冬小麦季农田温室气体排放 和产量的影响

• 作者: 李佳珍 胡春胜 董文旭 赵力莹 陈拓
• 来源期刊: 中国生态农业学报(中英文)
• 关键词: 冬小麦 旋耕 翻耕 深松 温室气体 产量
• 年，卷（期）: 2018,（11）
• 所属期刊栏目: 作物栽培与生理生态
• 页码范围: 1613-1623
• 页数: 11页
• 分类号: S157.4+2|S512.1+1
• 语种: 中文
• DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.180219

摘要

合理耕作方式对农业可持续生产和减缓全球气候变化有重要意义.为评价耕作方式转变对农田温室气体排放的影响,本研究针对连续16年的长期旋耕小麦/玉米农田进行不同的轮耕处理,采用原位静态箱-气相色谱法分析了小麦季农田土壤3种温室气体CH4、CO2、N2O排放规律.试验共设3个处理:在前期旋耕基础上分别进行翻耕处理(XF)和深松处理(XS),另外保持旋耕(X)作为对照.试验结果表明:CO2排放通量在耕作后1周有明显排放峰,XF处理显著低于X和XS处理;N2O排放通量在耕作和灌溉施肥后有明显排放峰,XS处理显著高于XF和X处理;两种气体排放通量在越冬期出现最低值.CH4从耕作后到越冬期有持续明显的吸收过程,其中XS处理的吸收通量显著高于XF和X处理.农田土壤在冬小麦生长季表现为CO2的源,累积排放量为XS(5241 kg·hm-2)>X(5160 kg·hm-2)>XF(4840 kg·hm-2),XS与X处理间差异不显著,均显著高于XF;N2O的源,累积排放量表现为XS(4.38 kg·hm-2)>XF(2.39 kg·hm-2)>X(2.26 kg·hm-2),XS与XF处理间差异不显著,均显著高于X处理;CH4的汇,累积吸收量为XS(6.14 kg·hm-2)>XF(5.64 kg·hm-2)>X(3.70 kg·hm-2).将累积温室气体换算为CO2当量,对增温效应的贡献表现为XF(5.32 t·hm-2)<X(5.66 t·hm-2)<XS(6.23 t·hm-2),三者之间差异达显著水平.经翻耕处理后,0～10 cm土壤有机质含量明显低于X处理,而10～20 cm土壤有机质升高,表层有机质降低可能是翻耕处理CO2的排放减少的主要原因.不同耕作处理后小麦产量差异明显,X处理冬小麦产量最高,且显著高于XS处理,XF处理与X和XS处理差异均不显著.综合考虑耕作方式对温室气体排放和冬小麦产量的影响,短期内旋耕-翻耕可能是较适宜的轮耕模式,旋耕深松模式不利于控制温室气体排放,但未来需要加强对不同轮耕模式长期效应研究.