不同沟垄覆盖模式下旱作马铃薯田土壤呼吸及有机碳矿化特征

来源：环境科学杂志2024年第1期北京时间：

作者：李丹,马晓明,雷佳,于婕,周永瑾,吴春花,李荣,侯贤清

单位：宁夏大学农学院, 银川 750021,宁夏大学农学院, 银川 750021,宁夏大学农学院, 银川 750021,宁夏大学农学院, 银川 750021,宁夏大学农学院, 银川 750021,宁夏大学农学院, 银川 750021,宁夏大学农学院, 银川 750021,宁夏大学农学院, 银川 750021

摘要：探究不同沟垄覆盖模式下土壤呼吸速率对水热因子和有机碳矿化的响应机制,对区域碳循环发展及评估其生态效益具有重要的参考意义.于2020年在宁南山区旱作马铃薯田开展试验研究,通过设置3种沟垄比[60 cm∶30 cm（R1）、60 cm∶45 cm（R2）和60 cm∶60 cm（R3）,结合3种覆盖方式[垄上覆盖普通地膜,沟内分别覆盖秸秆（DJ）、可降解渗水地膜（DS）和不覆盖（DB）],以平作不覆盖（CK）为对照,研究不同覆盖模式下马铃薯生育期土壤水热因子、呼吸速率、有机碳含量及矿化特征.结果表明,不同沟垄比结合覆盖模式可显著提高0~60 cm层土壤蓄水量,以R3DJ处理效果较好,较CK显著提高24.99%.马铃薯全生育期3种沟垄比以R2处理增温效果最好；不同覆盖材料下DS处理具有增温效果,而DJ处理具有降温效果.不同沟垄覆盖模式均可显著提高生育期平均土壤呼吸速率,不同沟垄覆盖模式以R3DS处理最为显著,较CK处理显著提高24.71%.收获期0~20 cm和20~40 cm层土壤有机碳含量分别以R2和R1沟垄比较高,不同覆盖材料分别以DB和DS处理较高；土壤有机碳矿化速率在培养前期快速下降,中后期缓慢下降并趋于平缓,3种沟垄比下均以R3处理最高,不同覆盖材料以DS处理最高.通过生育期土壤呼吸速率与土壤水热因子的拟合方程发现,土壤水热双因子协同影响土壤呼吸的作用高于土壤水热单因子,且二次方程的水热双因子可以解释土壤呼吸的86.4%~99.9%.相关性分析表明,马铃薯全生育期平均土壤呼吸速率与0~25 cm层平均土壤温度和0~40 cm层平均土壤有机碳矿化速率呈极显著正相关,土壤温度与有机碳矿化速率呈极显著正相关.可见,沟垄比结合覆盖模式能够改善土壤水热环境,提高有机碳矿化速率,从而影响土壤呼吸速率,以沟垄比60 cm∶45 cm或60 cm∶60 cm下垄覆地膜沟覆可降解渗水地膜模式效果最好.

关键词：沟垄比,覆盖方式,土壤水热,土壤呼吸速率,有机碳矿化,