不同生物质炭输入水平下旱作农田温室气体排放研究

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：0.0057 mg·m-2·h-1、0.0047 mg·m-2·h-1、0.0036 mg·m-2·h-1、0.0033 mg·m-2·h-1、0.0027 mg·m-2·h-1和0.0004 mg·m-2·h-1, N2O平均排放通量依次为：0.2305 mg·m-2·h-1、0.1441 mg·m-2·h-1、0.1353 mg·m-2·h-1、0.0989 mg·m-2·h-1、0.1250 mg·m-2·h-1和0.1513 mg·m-2·h-1, CO2平均排放通量依次为：0.4492μmol·m-2·s-1、0.4470μmol·m-2·s-1、0.4303μmol·m-2·s-1、0.3914μmol·m-2·s-1、0.4080μmol·m-2·s-1和0.4164μmol·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。