亏缺灌溉对冬小麦农田温室气体排放的影响

亏缺灌溉对冬小麦农田温室气体排放的影响

论文摘要

为研究不同时期亏水量对冬小麦农田土壤温室气体排放的影响,优化灌溉管理措施,试验采用静态箱-气相色谱法对关中平原冬小麦(2016年10月~2017年6月)农田温室气体(CO2、N2O和CH4)排放通量进行了监测研究.试验在冬小麦3个生育期(越冬期、拔节至抽穗期、抽穗至灌浆期)各设置3个灌水水平(充分灌溉,100%;轻度水分亏缺,80%;重度水分亏缺,60%),共6个处理(CK、T1、T2、T3、T4、T5,其中CK处理为充分灌溉处理,其它处理均为不同程度的水分亏缺处理).阐述了3种气体(CO2、N2O和CH4)在全生育期的动态变化特征,并用作物产量、长远增温效应(net GWPL)和当季增温效应(net GWPS)这3个指标综合评估不同生育期亏水水平对关中平原小麦经济效应和生态效应的影响.结果表明,生育期灌溉后CO2、N2O排放通量基本上呈增加趋势,以CK处理最高,而灌溉后土壤CH4吸收通量迅速减小,高水分处理甚至出现排放特征.与CK处理相比,T1、T2、T3、T4和T5处理下小麦季CO2排放总量分别显著降低了13. 32%、25. 98%、5. 55%、15. 47%和17. 52%(P <0. 05),N2O排放总量分别显著降低了12. 20%、18. 00%、5. 63%、11. 54%和13. 53%(P <0. 05),CH4吸收总量分别显著增加了46. 47%、75. 78%、19. 47%、53. 40%和62. 33%(P <0. 05); T1、T2、T3、T4和T5处理net GWPL较CK处理分别显著降低了10. 07%、12. 77%、6. 50%、6. 81%和11. 53%(P <0. 05);除T3处理外,其他处理较CK处理net GWPS分别显著降低了13. 21%、37. 65%、24. 60%和19. 86%(P <0. 05); T1、T2、T3、T4和T5处理小麦产量较CK处理分别显著减少了12. 56%、32. 53%、2. 25%、20. 93%和18. 14%(P <0. 05),T3处理较CK处理减产2. 25%,但无显著性差异(P> 0. 05).亏缺灌溉显著降低了小麦地温室气体的排放,但会造成不同程度的减产,综合考虑不同生育期亏水水平处理下小麦地的经济效应和生态效应,T3处理更有利于关中平原冬小麦的保产节水减排.

论文目录

  • 1 材料与方法
  •   1.1 试验区概况
  •   1.2 试验设计
  •   1.3 测定项目及方法
  •     1.3.1 土壤温室气体采集
  •     1.3.2 土壤温度和水分测定
  •     1.3.3 小麦生物量及小麦产量
  •     1.3.4 作物水分利用效率 (WUE)
  •     1.3.5 综合增温潜势 (net GWP)
  •     1.3.6 数据分析
  • 2 结果与分析
  •   2.1 亏缺灌溉处理下冬小麦土壤温室气体排放特征
  •     2.1.1 土壤CO2排放特征
  •     2.1.2 土壤N2O排放特征
  •     2.1.3 土壤CH4排放特征
  •   2.2 亏缺灌溉处理下土壤温室气体排放量
  •   2.3 亏缺灌溉处理下net GWP及GHGI
  •   2.4 亏缺灌溉处理下冬小麦产量及作物水分利用效率 (WUE)
  •   2.5 冬小麦地温室气体排放与土壤水分和温度间关系
  • 3 讨论
  •   3.1 亏缺灌溉对农田土壤CO2排放的影响
  •   3.2 亏缺灌溉对农田土壤N2O排放的影响
  •   3.3 亏缺灌溉对农田土壤CH4排放的影响
  •   3.4 亏缺灌溉对净增温潜势 (net GWP) 的影响
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 王晓云,蔡焕杰,李亮,徐家屯,陈慧

    关键词: 亏缺灌溉,冬小麦农田,温室气体,净增温潜势,产量

    来源: 环境科学 2019年05期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,农业科技

    专业: 环境科学与资源利用,农业基础科学,农作物

    单位: 西北农林科技大学水利与建筑工程学院,西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院,西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室

    基金: 国家重点研发计划项目(2016YFC0400201),国家自然科学基金项目(51879223)

    分类号: S512.11;X712

    DOI: 10.13227/j.hjkx.201808075

    页码: 2413-2425

    总页数: 13

    文件大小: 426K

    下载量: 518

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