北方旱区免耕对农田生态系统固碳与碳平衡的影响

来源：农业工程学报杂志2015年第4期北京时间：

作者：张恒恒,严昌荣,张燕卿,王健波,何文清,陈保青,刘恩科,

摘要：农田系统对大气CO2库呈碳汇还是碳源效应取决于土壤有机碳的固定和温室气体释放之间的平衡，而耕作措施会改变土壤有机碳含量和储量，影响农田系统的碳循环与碳平衡。该研究以北方旱区山西临汾20 a长期保护性耕作定位试验为基础，田间原位测定土壤呼吸和土壤有机碳含量，确定各类农业投入碳排放参数，利用碳足迹方法综合分析不同耕作措施（传统耕作CT和免耕NT）下农田生态系统碳平衡。结果表明：在化肥、机械等农业投入产生的间接碳排放量方面，化肥投入碳排放量约占系统农业总投入碳排放量的73.5%～77.4%，是农业投入中主要的碳源。由于免耕减少了翻耕、旋耕和秸秆移除3道程序，NT比CT少排放约5.1%，NT产量显著提高28.9%，且碳生产力大于CT。0～60 cm土壤有机碳储量NT（50.86 Mg/hm2）比CT（46.00 Mg/hm2）高10.5%。与CT相比，在小麦休闲期和生育期NT土壤呼吸CO2释放总量高于CT。但根据农田系统碳平衡公式分析得出，NT更有利于农田生态系统固碳，呈碳汇效应，而CT表现为碳源。因此，长期免耕耕作能够提高农田土壤固碳量，减少大气温室气体排放，对于改善北方旱区土壤碳库和减排效果是一个良好的选择。

关键词：土壤, 农业, 生态系统, 传统耕作, 免耕, 土壤有机碳, 碳平衡