极端降水条件下土壤中O2浓度对CO2和N2O浓度变化的调控作用

• 作者: 韩慧 乔林明 王晓璐 杜炎玲 王蕊 郭胜利
• 学科: 农学
• 关键词: 极端降水 土壤O2浓度 土壤CO2浓度 土壤N2O浓度 温室气体排放
• 年，卷（期）: 2022,（10）
• 所属期刊栏目: 农业生态系统及其调控
• 页码范围: 1555-1564
• 页数: 9页
• 分类号: S152
• 语种: 中文
• DOI: 10.12357/cjea.20220116

摘要

在干旱和半干旱区，降水是农田土壤温室气体排放的重要驱动因素，但极端降水条件下温室气体（CO2、N2O）浓度、排放特征及其与土壤O2动态变化的关系尚不清楚。针对3种土壤管理措施（不施肥、施氮肥、秸秆还田），模拟极端降水（单次100mm）条件下，高频率监测3种管理措施土壤O2、CO2和N2O浓度及其地表CO2、N2O通量。与对照（单次10mm）相比，极端降水条件下不施肥、施氮肥、秸秆还田3种处理N2O累积排放量分别增加310%、440%和190%；CO2累积排放量分别增加27%、1%和−11%；地表CO2、N2O通量与土壤CO2、N2O浓度动态变化基本一致，并存在显著正相关关系（P<0.05）。极端降水后土壤中O2浓度呈现先降低后升高的趋势，而CO2、N2O浓度变化则呈相反趋势；土壤中CO2、N2O浓度与O2浓度均呈显著负相关关系（P<0.05）；但随着O2浓度的降低，CO2呈生长曲线型增长，而N2O呈指数型增长。极端降水条件下土壤中O2、CO2和N2O浓度变化达到峰值的时间较早。极端降水在促进土壤O2浓度消耗的同时，也促进了土壤温室气体的产生与排放。本研究结果为明确雨养区农田土壤温室气体的排放机制提供了理论支撑。