 摘 要:为探究生物炭施用对土壤呼吸的影响，采用5a定位试验(2013 ～ 2017年)研究了不施生物炭(CK)、施用1. 5 t·hm－2 生物炭(T1)、施用15 t·hm－2生物炭(T2)、施用45t·hm－2生物炭(T3)这4种处理下土壤呼吸及土壤水热因子的动态变化规律。结果表明:①在土壤中连续5a施入中剂量生物炭(T2:15 t·hm－2 )显著降低了烤烟生长季土壤呼吸速率，降幅为25. 89%;当施入量增45t·hm－2(T3)时土壤呼吸速率显著增加，增幅为21. 48% (P＜ 0. 05)。②长期中剂量生物炭的添加显著降低了土壤异养呼吸速率和自养呼吸速率，降幅分别为29. 80%和28. 75%;大剂量生物炭(T3:45t·hm－2)的施入显著增加了土壤异养呼吸速率增幅28. 88%。低剂量生物炭(T1:1. 5 t·hm－2 )和中剂量生物炭均显著增加土壤呼吸中自养呼吸的比例，大剂量生物炭的施入显著增加了异养呼吸的比例(P ＜ 0.05)。③低剂量生物炭显著降低了烤烟生长季土壤5cm温度; 大剂量生物炭显著降低了土壤5cm湿度。土壤呼吸与土壤5cm温度之间呈显著指数相关，与土壤5cm湿度之间未表现出显著相关( P＜ 0.05)。综上，连续5a低剂量生物炭的施用对土壤呼吸无影响，适量生物炭的施用具有固碳减排效应，大剂量生物炭施用则会适得其反，建议生物炭施用范围应控制在15t·hm－2以内。全球气候变暖和粮食安全是目前国际社会备受关注的话题，也是地球和人类所面临的严峻挑战，如何有效地实现固碳减排已成为目前科学研究相关领域的热点。土壤碳库是陆地生态系统碳库的重要组成部分，据统计，全球陆地土壤碳库碳储量约为1 500 Pg(以C计)，占陆地生态系统总碳储量的67%。土壤呼吸在广义上的定义即由土壤表面向大气中释放CO2的过程，其总量可占生物圈陆地生态系统呼吸总量的60%以上，甚至可达90%，对全球的气候变化和碳循环起着关键的调控作用。因此，对土壤呼吸的研究和调控对土壤固碳减排和全球碳循环至关重要。 定位试验在河南农业大学许昌校区进行(东经113°81'，北纬 34°14') 。研究区属暖温带亚湿润季风气候，四季分明，雨热同期。年平均气温15℃左右，全年日照时数2280h，年降水量约700mm，无霜期217d。供试土壤为褐土，土壤质地为砂壤土，试验前植烟土壤0 ～ 20 cm土层基本理化性质为: 有机质20. 17 g·kg－1，碱解氮81. 6mg·kg－1，速效磷18. 3mg·kg－1，速效钾61. 19 mg·kg－1，pH7. 95．    结论：(1)连续多年施用生物炭显著影响了烤烟生长季土壤呼吸，不同生物炭施用量对土壤呼吸的影响存在巨大差异。适量的生物炭施用可显著抑制烤烟生长季土壤呼吸，具有明显的土壤减排效应。生物炭的施用显著影响了土壤呼吸组分。连续多年施用低剂量和中剂量的生物炭显著增加了 土壤自养呼吸的比例，大剂量生物炭的施用显著降低了土壤自养呼吸的比例。施用生物炭显著影响了土壤5 cm温、湿度和土壤呼吸温度敏感系数Q10，且不同生物炭施用量的影响效果存在差异。土壤呼吸与土壤5 cm温度呈显著指数相关，与土壤5 cm湿度间相关关系并不显著。 |
多年施用生物炭对河南烤烟种植区土壤呼吸的影响
时间：2021-02-18 来源：河南农业大学烟草学院 作者：河南省生物炭工程技术研究中心
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