冬小麦苗期农田温室气体排放及其影响因素分析

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本试验通过在河南省豫北、豫中、豫南三个不同生态区设置不同播期播量试验,研究播期播量对冬小麦苗期农田温室气体排放的影响,分别设置5种播期播量处理:CK(当地传统播期播量)、B1(播期与CK相比推迟一周,播量不变)、B2(播期与CK相比推迟一周,播量与CK相比增加52.5 kg/hm~2)、B3(播期与CK相比推迟两周,播量不变)、B4(播期与CK相比推迟两周,播量与CK相比增加105 kg/hm~2)。开展盆栽试验,探究温度、水分及施肥方式对冬小麦苗期温室气体排放的影响,三因素完全区组设计,温度有T1(常温)、T2(升温,较常温增加2-3℃)2个水平;水分处理设W1(常规灌溉)、W2(减量灌溉)2个水平,肥料管理设N1(100%复合肥+0%有机肥)、N2(75%复合肥+25%有机肥)、N3(50%复合肥+50%有机肥)、N4(25%复合肥+75%有机肥)、N5(0%复合肥+100%有机肥)5个水平。得出结论如下:1.播期延后效应试验中,与CK相比,三个生态区各处理苗期CH4吸收总量呈增加趋势,N2O累积排放量呈下降趋势,豫北、豫中的B1、B3以及豫南的B3处理的CO2累积排放量减少。与CK相比,B1处理和B3处理的综合增温潜势,在豫北地区分别降低了6%和14%;豫中地区分别降低了7%和27%;豫南地区分别降低了1.3%和15%,可见播期推迟播种均能不同程度降低三个生态区苗期农田综合增温潜势。2.播量增加效应试验中,与B1处理和B3处理相比,豫北地区B2和B4处理的综合增温潜势分别增加了81 kg CO2-eq·hm-2和60.kg CO2-eq·hm-2;豫中地区B2和B4分别降低了196.6 kg CO2-eq·hm-2和83.5 kg CO2-eq·hm-2;豫南地区的B2处理增加19.1kg CO2-eq·hm-2,而B4处理降低了65.1 kg CO2-eq·hm-2。3.播期播量交互效应试验中,与CK相比,豫北地区的B2和B4处理的综合增温潜势分别降低1.5%和10.3%,豫中地区的B2处理和B4处理分别下降15%和31%;豫南地区的B4处理综合增温潜势较CK处理下降18.3%,同样具有碳汇减排效果,而B2处理上升了2.3%。4.在同一水分和温度处理条件下,各施肥处理下CO2排放总量之间差异显著,纯施有机肥N5处理的CO2排放通量最高,纯施氮肥的N1处理最低,其它配施肥处理的N2、N3、N4排放通量都高于N1处理,且有机肥所占配比越高,CO2排放通量越高;CH4排放通量表现为吸收,所有处理的CH4排放平均通量由大到小排序为:N5>N4>N1>N3>N2;N2O排放总量之间差异显著,纯施有机肥N5处理的N2O排放通量最高,其次是纯施氮肥的N1处理,其它配施肥处理的N2、N3、N4排放通量都低于N1处理。5.在同一温度和施肥条件处理中,W1处理的CO2、CH4、N2O的平均排放通量高于W2处理,W1处理的平均综合增温潜势较W2处理增加15%;在同一水分和施肥条件处理中,T2处理的CO2、CH4、N2O的平均排放通量都高于T1处理,T2处理的平均综合增温潜势较T1处理增加44%。
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