油菜/玉米轮作农田土壤呼吸和异养呼吸对秸秆与生物炭还田的响应

来源：环境科学杂志2017年第1期北京时间：

作者：田冬,高明,黄容,吕盛,徐畅

单位：西南大学资源环境学院, 重庆 400715,西南大学资源环境学院, 重庆 400715,西南大学资源环境学院, 重庆 400715,西南大学资源环境学院, 重庆 400715,中国烟草总公司重庆市公司, 重庆 400023

摘要：土壤呼吸是农田生态系统碳排放的主要途径，为研究土壤呼吸、其组分和水热因子对秸秆与生物炭还田的响应，在重庆国家紫色土肥力与肥料效益长期监测基地采用根系排除法联合运用土壤呼吸自动监测系统（ACE-002/OPZ/SC）测定了无物料还田（CK）、秸秆还田（CS）、秸秆+速腐剂还田（CSD）、生物炭还田（BC）、秸秆+生物炭1 ∶1还田（CSBC）5种处理下的紫色土丘陵区油菜/玉米轮作制中油菜和玉米生长季的土壤呼吸及其水热因子，并计算了根系呼吸贡献.结果表明，秸秆与生物炭还田显著影响土壤呼吸季节性变化特征和峰值，除BC处理外，其他处理均促进了土壤呼吸和碳排放；油菜季土壤呼吸呈单峰曲线，在0.12~2.29 μmol·（m2·s）-1波动，不同处理土壤呼吸差异显著，表现为CS > CSD > CSBC > CK > BC处理；玉米季各处理土壤呼吸变化较复杂，变化范围为1.02~15.32 μmol·（m2·s）-1，其中CS、CSD和CSBC呈双峰型曲线，CK和BC呈单峰曲线.土壤异养呼吸能够解释土壤总呼吸变化的86.50%~93.94%，各处理的玉米季根系呼吸贡献（26.49%~32.86%）显著低于CK处理（53.65%）.土壤呼吸速率的变化主要受5cm土壤温度控制，与土壤含水量无显著关系；5cm土壤温度能够解释土壤呼吸季节变化的82%~94%.土壤呼吸的温度敏感性系数Q₁₀值在3.28~4.47之间，与CK处理相比，CS、CSD、CSBC处理的Q₁₀分别降低了26.62%、18.12%、20.58%；而BC处理则增大了12.53%.水热双因子对土壤呼吸不存在协同作用，仅用土壤温度单因子指数函数可较好地模拟土壤呼吸速率的动态变化.可见，秸秆、秸秆+速腐剂和秸秆+生物炭还田显著促进了土壤呼吸，生物炭还田抑制了土壤呼吸.

关键词：根系排除法,土壤呼吸,根系呼吸贡献,生物炭,秸秆还田,