耕作方式影响旱作农田土壤呼吸的整合研究.pdf

宝鸡文理学院学报(自然科学版)第43卷，第 1期，第 84-91页,2023年3月Jo u r n a l o f Ba o ji Un iver sit y o f Ar t s a n d Sc ien c es(Na t u r a l Sc ien c e),Vo l.4 3,No.1,p p.84-91,Ma r.2023DOI：10 134 67/jc n kijbu n s2023 01 014耕作方式影响旱作农田土壤呼吸的整合研究杨卓颖1,张彦军1灣，邹俊亮2,党水纳3,任媛媛1,王喜燕1(1宝鸡文理学院地理与环境学院，陕西宝鸡721013；.北京市农林科学院北京草业与环境研究发展中心，北京100097；.宝鸡文理学院教育学院，陕西宝鸡721013)摘 要：目的 摘 要：目的 研究农田生态系统中耕作管理措施实施后，中国旱作农田土壤呼吸的变化特征及其 影响因素暎暎方法 方法 利用国内外已发表的55篇研究论文，通过Met a分析技术进行分析暎暎结果 结果 与传统 耕作相比较而言，免耕、深耕、少耕和浅耕措施对土壤呼吸、温度、水分、有机碳、碳氮比、容重、微生物数 量和农作物产量影响显著暎暎免耕和深耕条件下土壤呼吸分别减少了&22%(PC0.05)和2.25%(P 0.05),少耕和浅耕条件下土壤呼吸分别增加了 7.86%和4.67%，但没有达到统计水平(P0 05)暎)暎农 业耕作管理措施实施后，土壤呼吸的改变量与土壤温度、水分、碳氮比、容重、有机碳、微生物数量和农作 物产量的改变量密切相关，且对农田土壤呼吸的贡献呈现出土壤理化性质(47%96%)土壤微环境 因素(4%19%)生物因素(4%13%)的趋势暎暎结论结论在中国旱作农田生态系统中，耕作管理措施 实施后，农田土壤呼吸主要受土壤理化性质(土壤有机碳、土壤碳氮比和土壤容重)的驱动，从固碳减排 的角度而言，应该在中国旱作农田大力推广免耕措施暎 暎关键词：关键词：耕作管理措施；保护性耕作；土壤呼吸;Met a分析中图分类号：中图分类号：S3 文献标志码:文献标志码:A 文章编号：文章编号：1007-1261(2023)01-0084-08Integrated study on the effec ts of tillage method on soil respiration in dry farmlandYANG Zh u o-yin g1,ZHANG Ya n-ju n1 灣,ZOU J u n-l ia n g2,DANG Sh u i-ma2,REN Yu a n-yu a n1,WANG Xi-ya n1(1.Co l l eg e o f Geo g r a p h y a n d En vir o n men t,Ba o ji Un iver sit y o f Ar t s a n d Sc ien c es,Ba o ji 721013,Sh a a n xi,Ch in a；2.Beijin g Resea r c h 敠 Devel o p men t Cen t r e fo r Gr a ss a n d En vir o n men t,Beijin g Ac a d emy o f Ag r ic u l t u r e a n d Fo r est r y Sc ien c es,Beijin g 100097,Ch in a；3.Sc h o o l o f Ed u c a t io n,Ba o ji Un iver sit y o f Ar t s a n d Sc ien c es,Ba o ji 721013,Sh a a n xi,Ch in a)Abstrac t：PurposesTo in vest ig a t e t h e va r ia t io n c h a r a c t er ist ic s o f c r o p l a n d so il r esp ir a t io n in t h e d r y fa r ml a n d o f Ch in a a n d t h eir in fl u en c in g fa c t o r s a ft er t h e imp l emen t a t io n o f fa r min g ma n a g emen t mea su r es in fa r ml a n d ec o syst em.Method s一Ba sed o n 55 p u bl ish ed r esea r c h essa ys,Met a-a n a l ysis t ec h n o l o g y wa s u sed t o exp l o r e t h e va r ia t io n c h a r a c t er ist ic s a n d in fl u en c in g fa c t o r s o f so il r esp ir a t io n in Ch in a s d r y c r o p l a n d ec o syst ems by t il l a g e ma n a g emen t mea su r es.Results一Th e r esu l t s o f t h e st u d y sh o wed t h a t c o mp a r ed wit h t r a d it io n a l t il l a g e,n o-t il l a g e(NT),d eep t il l a g e(DT),r ed u c e t il l a g e(RT)a n d sh a l l o w t il l a g e(ST)h a ve sig n ific a n t effec t s o n so il r es p ir a t io n,so il t emp er a t u r e,so il mo is-灣 收稿日期：2022-03-10,修回日期：2022-10-09.基金项目：国家自然科学基金项目(41801069)；陕西省自然科学基础研究计划一般项目-面上项目(2022JM-113)；大学生创新创 业训练计划项目(S202110721071)；宝鸡文理学院大学生创新创业训练计划项目(2021XJ101)作者简介：杨卓颖(2001-)，女,陕西澄城人.Ema il：444244564q q.c o m通讯作者：张彦军(1985-)，男，陕西合阳人，副教授，博士，研究方向：陆地生态系统碳循环.Ema il：ker ber o s55555163.c o m 第1期杨卓颖等耕作方式影响旱作农田土壤呼吸的整合研究85t u r e,so il o r g a n ic c a r bo n（SOC）,so il c a r bo n-n it r o g en r a t io（C:N）,so il bu l k d en sit y,so il mic r o bia l q u a n t it y a n d c r o p yiel d：So il r esp ir a t io n r ed u c ed by 8.22%（PC 05）a n d 2 25%（P0.05）u n d er NT a n d DT,bu t in c r ea sed by 7.86%（P0.05）a n d 4.67%（P0.05）u n d er RT a n d ST,r esp ect ivel y：Aft er t h e imp l emen t a t io n o f a g r ic u l t u r a l t il l a g e ma n a g emen t mea su r e s,t h e va r ia t io n in so il r esp ir a t io n is c l o sel y r el a t ed t o t h e c h a n g e in so il t e mp er a t u r e,so il mo ist u r e,C:N,so il bu l k d en sit y,SOC,so il mic r o bia l q u a n t it y a n d c r o p yiel d,a n d t h e c o n t r ibu t io n o f t h ese fa c t o r s t o so il r esp ir a t io n in Ch in a t d r y c r o p l a n d ec o syst ems sh o wed t h e o r d er：so il p h ysic o c h emic a l p r o p er t ies（47%96%）so il mic r o-en vir o n men t a l fa c t o r s 1%19%）bio l o g ic a l fa c t o r s（4%13%）.Conc lusionsTh er efo r e,a ft er t h e imp l emen t a t io n o f t il l a g e ma n a g emen t mea su r es in Ch in a s d r y c r o p l a n d ec o syst ems,c r o p l a n d so il r esp ir a t io n is ma in l y d r iven by so il p h ysic o c h emic a l p r o p er t ies（SOC,C:N,a n d so il bu l k d en sit y）:Fr o m t h e p er sp ec t ive o f c a r bo n seq u est r a t io n a n d g r een h o u se g a s emissio n r ed u c t io n,NT mea su r es sh o u l d be vig o r o u sl y p r o mo t ed in Ch in a s d r y c r o p l a n d ec o syst ems：Key word s:t il l a g e ma n a g emen t mea su r es；c o n ser va t io n t il l a g e；so il r esp ir a t io n；met a-a n a l ysis据估计，全球陆地土壤碳库的储量（0 100 c m）大约为2 500 Pg,是生物碳库储量的4倍，是 大气碳库储量的3倍1,而每年通过土壤呼吸释 放到大气中的CO2大约为98 Pg,其释放量比 化石燃料燃烧的释放量高出一个数量级椲3。因 此，土壤碳库的微小变化可能对大气中的二氧化 碳浓度产生极大的影响，从而加剧或减缓区域气 候变暖椲5。研究结果显示，农田土壤呼吸与土 壤微气候（土壤温度和水分）7、底物的有效性（土壤有机碳和根系分泌物）9、土壤理化性质（土壤有机碳、土壤碳氮比和土壤容重）1011、土 壤微生物椲213、田间管理措施（施肥、灌溉、耕作 措施、秸秆还田等）等因素密切相关1415。田间耕作管理措施是影响农田土壤呼吸的重 要因素之一椲，6-7,田间耕作管理措施的实施改 变了土壤结构，引起土壤温度和水分等环境因子 的重新分配，从而影响了土壤微生物的数量和活 性等，继而影响了作物根系呼吸和有机质分解作 用的土壤微生物呼吸，最终引起了土壤呼吸的改 变椲8。目前针对田间耕作管理措施与土壤呼吸 的关系展开了大量的研究，有研究认为田间管理 措施实施后导致土壤呼吸显著增加17,920，也有 研究得出田间管理措施