“上膜下秸”措施對(duì)河套灌區(qū)鹽漬土壤有機(jī)碳和CO2排放的影響.pdf

1、內(nèi)蒙古河套灌區(qū)鹽漬化耕地占耕地總面積68.65％，開(kāi)發(fā)潛力較大。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，在地表下40cm處埋設(shè)作物秸稈隔層結(jié)合地表地膜覆蓋（簡(jiǎn)稱(chēng)“上膜下秸”），具有明顯的耕層控抑鹽和增產(chǎn)效果，目前該技術(shù)措施在當(dāng)?shù)氐玫搅藦V泛認(rèn)可。上膜下秸措施必然帶來(lái)土壤生物學(xué)性質(zhì)的變化，這可能影響到鹽漬化土壤有機(jī)碳和CO2排放，但目前有關(guān)這方面的研究沒(méi)有涉及。國(guó)內(nèi)外有關(guān)土壤有機(jī)碳、土壤呼吸變化特征的研究主要針對(duì)非鹽漬土，而針對(duì)鹽漬土的研究還很薄弱。因此，研

2、究不同耕作措施下鹽漬化土壤有機(jī)碳、土壤呼吸變化及影響因素具有重要的科學(xué)意義。因此，本研究依托內(nèi)蒙古河套灌區(qū)建立的田間微區(qū)定位試驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)置四種耕作方式處理:翻耕(CK)、翻耕結(jié)合地膜覆蓋(PM)、秸稈深埋(SL)和上膜下秸(PM+SL)，通過(guò)對(duì)不同耕作方式下鹽漬化土壤有機(jī)碳（Soil Organic Carbon，SOC）、土壤微生物量碳(Microbial BiomassCarbon，MBC)、可溶性有機(jī)碳（Dissolved org

3、anic Carbon，DOC）、土壤呼吸的動(dòng)態(tài)變化以及生態(tài)環(huán)境因子（土壤鹽分、pH、土壤溫度、水分、有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分）等的同步動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，明確秸稈深埋結(jié)合地膜覆蓋條件下鹽漬化土壤SOC、MBC、DOC及土壤呼吸變化特征及關(guān)鍵影響因素，為該區(qū)域制定科學(xué)有效的土壤改良與碳調(diào)控管理措施提供依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)“上膜下秸”措施顯著影響不同層次土壤有機(jī)碳分布。
　　秸稈層埋設(shè)3年后PM+SL和SL處理在20-40cm的SO

4、C含量顯著高于CK和PM處理，但是PM+SL處理0-20cm的SOC含量明顯降低，CK和SL在該層次變化不顯著，秸稈隔層埋設(shè)4年后結(jié)果與其一致，并且4年后PM+SL和SL處理0-40cm的SOC儲(chǔ)量分別增加5.84％和10.78％(P＜0.05)，PM處理減少6.79％(P＜0.05)，CK處理變化不顯著，主要原因是秸稈隔層的埋設(shè)。盡管4年后PM+SL處理的SOC儲(chǔ)量少于SL，但在秸稈和地膜的共同作用下其MBC和DOC含量仍然為各處理最

5、高值。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，SOC和MBC之間以及SOC和DOC之間的均成顯著正相關(guān)關(guān)系(P＜0.01)，土壤溫度和作物生育期間脫鹽量與SOC，MBC和DOC也均呈顯著正相關(guān)（P＜0.01），但土壤水分則與相關(guān)碳指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（P＜0.01）。綜合來(lái)看，上膜下秸對(duì)鹽堿地SOC的分布和積累具有顯著影響作用。
　　(2)“上膜下秸”措施顯著影響土壤呼吸速率。
　　2年內(nèi)4種耕作方式的土壤呼吸速率在的食葵全生育期內(nèi)均呈降低趨勢(shì)，PM+S

6、L處理在每年的整個(gè)生育期內(nèi)土壤呼吸速率最高，PM次之，SL處理呼吸速率僅在蕾期較CK略高，其余時(shí)期與CK基本持平，在盛花期、成熟期10:00和15:00兩個(gè)關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)各處理間土壤呼吸值同樣表現(xiàn)為:PM+SL＞PM＞SL＞CK;各耕作方式0-40cm土壤溫度變化趨勢(shì)保持一致，僅在收獲期出現(xiàn)差異;PM+SL處理0-40cm土壤含水量在所有處理中均為最低值，但其在控鹽和有機(jī)質(zhì)上明顯優(yōu)于其它處理;土壤呼吸速率與0-40cm土壤溫度呈極顯著的正相

7、關(guān)關(guān)系(P＜0.01)，土壤呼吸速率與0-40cm土壤水分、鹽分、有機(jī)質(zhì)含量相關(guān)性不顯著。擬合方程顯示在該鹽漬化區(qū)域土壤呼吸受土壤溫度、水分、鹽分的交互作用共同影響。因此，在該區(qū)域通過(guò)PM+SL等相應(yīng)措施起到保溫抑鹽效果的同時(shí)，可增強(qiáng)根系生長(zhǎng)以及微生物的代謝活動(dòng)。
　　(3)“上膜下秸”措施農(nóng)田固碳效果顯著。
　　在作物產(chǎn)量和凈初級(jí)生產(chǎn)力方面，PM+SL處理均顯著高于其他處理，在CO2排放方面PM+SL和PM由于地膜覆蓋的原