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近年来,随着全球温室效应问题的突显,农田生态系统作为大气中主要温室气体(CO2、CH4、N2O)重要的源和汇,影响着全球气候变化,使得集约化农业生产和粮食安全面临着巨大挑战。因此,如何通过栽培管理措施,提高农田生态系统粮食的产出,同时寻求可持续的绿色减排技术为减缓全球温室效应已成为全球气候变化研究中的热点问题。本研究通过田间定位试验,进行连续监测我国西南丘陵地区典型的玉米-大豆带状套作系统下的不同施肥处理对农田土壤CO2,CH4和N2O温室气体的排放情况,分析玉米-大豆带状套作系统的土壤温室气体排放的时间变化规律,并探讨不同施肥种类对温室气体排放的影响,同时对农田生态系统土壤碳变化进行分析,取得的主要研究结果如下:1.玉米-大豆带状套作相较单作能显著降低生长季土壤温室气体排放,且施用羊粪和秸秆温室气体排放量较单施化肥显著增加。就玉米、大豆生长季土壤CO2排放总量变化规律而言,不同种植模式下,单作显著高于套作;不同施肥处理下,NPKM(化肥和羊粪配施)>NPKS(化肥和秸秆配施)>NPK(化肥);不同种植模式与不同施肥处理,单作下通过NPK处理、NPKM处理、NPKS处理较套作种植模式下分别显著增加7.31%、15.82%、9.25%。作物生长季土壤对CH4吸收和排放变化规律,不同施肥处理下,NPK、NPKM处理表现为吸收汇,NPKS处理表现为排放源;不同种植模式与不同施肥处理,单作下的NPK处理、NPKM处理下生长季土壤对CH4吸收总量显著低于套作玉米、套作大豆,然而单作玉米、单作大豆在NPKS处理下生长季土壤CH4排放总量较套作玉米、套作大豆显著增加。作物生长季土壤N2O排放总量变化规律,在不同种植模式下,单作玉米、单作大豆显著高于套作玉米、套作大豆;在不同施肥处理下,NPKM>NPKS>NPK;不同种植模式与不同施肥处理,单作下的NPK处理、NPKM处理、NPKS处理较套作分别显著增加16.84%、11.68%、19.03%。2.玉米-大豆带状套作作物固碳量及土壤有机碳含量显著高于单作。玉米地上部生物量和产量,套作种植模式高于单作种植模式;NPKM处理高于NPK、NPKS处理;套作种植模式下的不同施肥处理高于单作种植模式下的各施肥处理。大豆地上部生物量和产量,不同种植模式和不同施肥处理下2016年均没有表现出显著差异,2017年单作地上部生物量高于套作,但是套作产量高于单作。作物的生物量不仅影响作物的产量,同时也是作物固碳的决定因素。玉米、大豆植株含碳量变化规律如下:不同种植模式与不同施肥处理下,套作玉米NPK处理、NPKM处理、NPKS处理分别显著高于单作16.73%、10.72%、18.63%;套作大豆NPK处理、NPKM处理、NPKS处理较单作分别低6.67%、2.69%、12.91%。对于土壤含碳量变化规律,不同种植模式与不同施肥处理下:土壤总有机碳含量(SOC),没有完全表现出显著差异;对于溶解性有机碳(DOC)、易氧化性有机碳(ROC)、热水溶性有机碳(HWOC),单作各施肥处理显著低于套作。3.玉米-大豆带状套作体系下NPK处理、NPKM处理、NPKS处理不仅能降低排放强度(GHGI),还能降低增温潜势(GWP)。对于增温潜势来说,不同种植模式与不同施肥处理下,单作玉米、单作大豆在NPK处理、NPKM处理、NPKS处理下较套作分别增加31.88%、226.42%、3.74%。对排放强度而言,不同种植模式与不同施肥处理下,单作玉米、单作大豆在NPK处理、NPKM处理、NPKS处理下较套作分别增加38.99%、20.80%、185.40%。综合以上研究结果,玉米-大豆带状套作体系通过羊粪、秸秆替代部分化肥处理较单作各处理土壤有机碳含量高,对植株碳积累量有明显的促进作用。同时,还可以降低温室气体增温潜势,提高农田生态系统物质生产能力。说明玉米-大豆带状套作体系较单作种植是更为理想的固碳减排培肥种植措施。