不同生物质炭输入水平下旱作农田温室气体排放研究

摘要: 在陇中黄土高原干旱半干旱区, 采用小区定位试验, 对不同生物质炭输入水平下春小麦农田土壤温室气体(CO2、N2O 和CH4)的排放通量进行全生育期连续观测, 并分析其影响因子。结果表明: 6 个生物质炭输 入水平处理下[0 t·hm2 (CK)、10 t·hm2、20 t·hm2、30 t·hm2、40 t·hm2、50 t·hm2], 旱作农田土壤在春小麦全生育期内均表现为CH4 弱源、N2O 源和CO2 源。全生育期各处理CH4 平均排放通量依次为: 0.005 7 mg·m2·h1、0.004 7 mg·m2·h1、0.003 6 mg·m2·h1、0.003 3 mg·m2·h1、0.002 7 mg·m2·h1 和0.000 4 mg·m2·h1, N2O 平均排放通量依次为: 0.230 5 mg·m2·h1、0.144 1 mg·m2·h1、0.135 3 mg·m2·h1、0.098 9 mg·m2·h1、0.125 0 mg·m2·h1 和0.151 3 mg·m2·h1, CO2 平均排放通量依次为: 0.449 2 μmol·m2·s1、0.447 0 μmol·m2·s1、0.430 3 μmol·m2·s1、0.391 4 μmol·m2·s1、0.408 0 μmol·m2·s1 和0.416 4 μmol·m2·s1。土壤CH4 排放通量随生物质炭输入量的增加而减小; 当生物质炭输入量小于30 t·hm2 时, 土壤N2O、CO2 排放通量随其输入量增加而显著减小, 但当其输入量超过30 t·hm2 时, N2O、CO2 排放通量则呈显著增大趋势。各处理在5~15 cm 土层平均土壤温度差异显著(P<0.05), 在5~10 cm 土层平均土壤含水量差异显著(P<0.05), 土壤温度及含水量受生物质炭影响明显; 且CK 处理不同土层的土壤温度及含水量波动最大, 生物质炭输入可在一定程度上降低不同土层土壤的水热变化幅度; N2O、CO2 排放通量与10~15 cm 土层土壤温度呈显著性负相关, 与20~25 cm 土壤温度呈显著性正相关; CH4 平均排放通量与5~10 cm 土层土壤温度呈显著性负相关, 与其含水量呈显著性正相关; N2O 平均排放 通量与15~20 cm 土层土壤温度呈显著性正相关; CH4、N2O、CO2 平均排放通量与0~5 cm 土层土壤水分呈显著性负相关。生物质炭的输入能够减小温室气体的排放, 且会因其输入量的不同而异, 因此适量应用生物质炭有利于旱作农田生育期内增汇减排。