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1.
为研究氮肥施用对玉米根际呼吸和土壤基础呼吸温度敏感性的影响,采用动态密闭气室红外CO2分析法,于2010年进行田间试验,该试验设4个处理：裸地不施氮肥（CK）、裸地施氮肥（CK-N）、种植玉米不施加氮肥（M）、种植玉米施加氮肥（M-N）,观测玉米田土壤呼吸各组分的日变化规律,同时观测土壤温度、气温等环境因子。结果表明,不种植玉米处理（CK和CK-N）土壤呼吸速率（土壤基础呼吸）为0.57～1.23μmol·m-2·s-1,施加氮肥对土壤基础呼吸没有显著影响;种植玉米条件下,施氮处理（M-N）的季节平均土壤呼吸速率为3.14μmol·m-2·s-1,显著高于不施氮处理（M）,增幅达31.9%。CK和CK-N处理的土壤基础呼吸温度敏感系数Q10分别为1.20、1.25,而不施氮和施氮条件下玉米根际呼吸的Q10值则分别为1.27、1.49。施加氮肥导致玉米根际呼吸温度敏感性明显增强（Q10值增大）,而土壤基础呼吸的温度敏感性则无明显变化,两种效应的叠加使得种植玉米土壤的总呼吸速率温度敏感性明显增加。 相似文献
2.
不同施肥处理对黑土土壤呼吸的影响 总被引：23，自引：0，他引：23
基于中国科学院海伦生态实验站的长期定位试验,采用静态箱式法研究了玉米生长期间不同施肥处理对黑土土壤呼吸的影响。结果表明,在玉米生长期间,土壤呼吸速率表现出明显的季节性变化,分别在出苗后23、37、50、63、87、110 d出现峰值,其中最大峰值出现在出苗后第87天,其后土壤呼吸速率呈下降趋势,直到玉米收获,而根际呼吸速率的季节性变化规律与土壤呼吸相似,土体呼吸速率则主要受气温变化影响;玉米生长显著影响土壤呼吸,土壤呼吸速率的变化基本与玉米生长规律相一致,随生长而增加,随衰老而减小;施肥对土壤呼吸速率、根际呼吸速率有明显的影响,但对土体呼吸速率影响较小,从整个玉米生长期来看,NPKOM处理的土壤呼吸速率和根际呼吸速率最高,其中NPKOM处理土壤呼吸速率为C 27.5~474 mg m-2h-1,NPK处理和NP处理变化范围相近,分别为C 25.9~339 mg m-2h-1和C 29.5~358 mg m-2h-1,NK处理与CK处理变化范围分别为C 28.4~208 mg m-2h-1和C 22.1~184 mg m-2h-1;施肥对土壤呼吸量和根际呼吸量有显著的影响,表现为NPKOM>NPK>NP>CK>NK;在整个玉米生育期中,土壤呼吸累积量在拔节孕穗期和乳熟期出现两个峰值,表现为双峰曲线的变化规律,而土体呼吸累积量只在拔节孕穗期出现峰值,呈抛物线型,根际呼吸量在苗期最低,乳熟期最高,乳熟期后,根际呼吸量下降。 相似文献
3.
基于山西省寿阳旱作试验区长期定位试验,以春玉米农田为研究对象,探讨了不同碳氮管理措施对春玉米农田土壤呼吸的影响及土壤呼吸与土壤温度的关系。结果表明:碳氮处理土壤呼吸高于无肥区,其中施用化肥105 kg·hm-2、秸秆3 000 kg·hm-2、有机肥3 000 kg·hm-2时,土壤呼吸速率最低,为2.24μmol·m-2·s-1,与无肥区差异不显著;施用化肥31 kg·hm-2、秸秆5 121 kg·hm-2、有机肥4 500 kg·hm-2时,土壤呼吸速率最高,达3.51μmol·m-2·s-1,高出无肥区72.0%。化肥、秸秆、牛粪编码值与土壤呼吸速率满足关系式y=2.2-0.1 x1+0.2 x2-0.2 x1x3+0.2 x12+0.1 x22+0.1 x32,当化肥、秸秆、牛粪用量分别为131、1 500、3 750 kg·hm-2时,土壤呼吸速率达到最小值2.075μmol·m-2·s-1,该施肥配方可为当地春玉米生产施肥管理提供参考依据。土壤呼吸与土壤温度间存在y=a Tb显著相关关系,可解释两者间变异的46.9%~81.2%,Q10变化范围为1.86~4.71。综上可知,合理的碳氮管理措施可有效控制CO2的排放,并影响土壤呼吸对土壤温度的敏感性。 相似文献
4.
为研究模拟酸雨对冬小麦-大豆轮作农田土壤呼吸、硝化和反硝化作用的影响,在农田进行随机区组试验,布设4个区组,每块区组随机设置4个模拟酸雨处理,分别为去离子水A1（pH=6.7）、A2（pH=4.0）、A3（pH=3.0）、A4（pH=2.0）。采用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统对不同酸雨强度的冬小麦-大豆轮作农田进行土壤呼吸速率观测,并采用气压过程分离技术（BaPS）测定不同酸雨处理的土壤CO2产生速率、硝化速率和反硝化速率。试验结果表明,冬小麦田各处理间土壤呼吸速率无显著差异（P〉0.05）;大豆田高强度模拟酸雨A4处理明显抑制了土壤呼吸作用（P〈0.05）。就冬小麦-大豆轮作生长季而言,各处理土壤呼吸速率无显著差异（P〉0.05）,其平均土壤呼吸速率分别为（2.26±0.11）、（2.31±0.20）、（1.91±0.09）、（2.03±0.17）μmol·m-2·s-1。冬小麦田A1、A3、A4处理间土壤CO2产生速率、硝化速率和反硝化速率均无显著性差异（P〉0.05）。高强度模拟酸雨抑制了大豆田土壤CO2产生速率;大豆田A1、A3、A4处理的硝化速率测定均值分别为（191.6±36.1）、（261.6±36.3）μg·kg-1·h-1和（255.2±45.1）μg·kg-1·h-1,这3个处理的反硝化速率均值分别为（172.8±19.8）、（216.0±45.7）μg·kg-·1h-1和（216.3±44.6）μg·kg-·1h-1。研究表明,模拟酸雨强度升高未显著影响冬小麦田土壤呼吸、硝化和反硝化作用;高强度模拟酸雨（pH=2.0）降低了大豆田土壤呼吸速率和CO2产生速率,但对土壤硝化和反硝化作用有促进作用。 相似文献
5.
生物炭对干旱区绿洲农田土壤呼吸的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
为探究不同粒径秸秆生物炭添加对绿洲农田土壤CO2排放及Q10的影响,以新疆典型绿洲农田土壤灰漠土为供试材料,采用室内土柱培养的方法,研究添加＞5、1～5、0.25～1和＜0.25mm共4种粒径棉花秸秆生物炭和葡萄藤生物炭对农田土壤CO2释放的影响。结果表明：（1）试验周期内（0～85d）,添加生物炭处理土壤呼吸速率呈先增加后降低的趋势,前10d土壤呼吸增速较高;添加生物炭的土壤呼吸速率（1.27μmol·m-2·s-1）高于不添加生物炭的对照处理（1.01μmol·m-2·s-1）,棉花秸秆生物炭处理土壤呼吸速率（1.43μmol·m-2·s-1）高于添加葡萄藤生物炭处理（1.08μmol·m-2·s-1）。培养期内土壤CO2累积过程符合一级反应动力学方程,生物炭添加改变了土壤CO2潜在排放量、周转速率和半周转期。（2）添加棉花秸秆和葡萄藤两种生物炭处理与土壤CO2累积排放量（y）分别符合y=7.51x+88.53和y=2.68x+75.85的线性关系（x为生物炭粒径）。（3）添加生物炭处理土壤呼吸速率与空气温度和土壤温度显著相关,棉花秸秆生物炭处理土壤呼吸速率与温度的相关性高于葡萄藤生物炭处理,土壤温度敏感系数随粒径的减小而增加。综合土壤呼吸速率和温度敏感系数考虑,建议绿洲农田施用1～5mm中等粒径生物炭。 相似文献
6.
采用开路式土壤碳通量测量系统于2010年3-10月在冬小麦-大豆轮作期对免耕与翻耕田土壤呼吸速率、5cm深土壤温度和湿度进行测定,以研究耕作措施对农田土壤呼吸的影响。结果表明,在冬小麦、大豆生长时段,免耕与翻耕田土壤呼吸速率的季节变化趋势基本一致。冬小麦生长时段免耕与翻耕田土壤呼吸速率的平均值分别为2.50±0.14和2.40±0.29μmol.m-2.s-1,大豆生长时段分别为2.82±0.28和3.50±0.52μmol.m-2.s-1。冬小麦生长时段免耕与翻耕田土壤呼吸无显著差异,但大豆生长时段二者存在显著差异(P<0.05),差异最明显的阶段在大豆开花期(7月下旬-8月中旬)。利用温度影响函数(指数函数)和湿度影响函数(二次函数)耦合的模拟模型进行土壤呼吸与土壤温度和湿度的回归分析,得出免耕条件下土壤温度和湿度可以共同解释25.3%的土壤呼吸变异(R2=0.253,P<0.05),翻耕条件下二者可以共同解释44.0%的土壤呼吸变异(R2=0.440,P<0.01)。可见,一方面,耕作措施对土壤呼吸的影响因种植作物而异,与翻耕相比,免耕显著降低了大豆田土壤呼吸,但对冬小麦田无显著影响;另一方面,免耕下土壤温度和湿度对土壤呼吸的影响比翻耕要小。 相似文献
7.
为揭示滩地人工杨树林土壤呼吸特征及其与环境因子的关系,采用红外气体分析（IRGA）法对滩地人工杨树林土壤CO2释放量进行测定,分析温度、水分、林下植被结构等因素对林地土壤呼吸日变化动态的影响。结果表明：滩地人工杨树林生态系统土壤呼吸日动态变化呈单峰曲线,在11：00-13：00达到最大值。土壤呼吸速率大小的排列顺序为：2006年6月〉2005年10月〉2006年3月〉2006年10月。日均土壤呼吸速率为2.29±0.75μmol/（m2.s）（P〈0.05,n=13）,变异系数为54.40%。土壤呼吸对地表温度的敏感性大于对地下5cm处温度的敏感性。土壤呼吸温度敏感性指标Q10值为1.28±0.79（P〈0.05,n=13）,低于不包括湿地在内的全球尺度水平。土壤水分与土壤呼吸相关性差,不是滩地林地土壤CO2释放量的限制因子。林下植被亦是影响土壤呼吸速率的一个重要因素。 相似文献
8.
在西南亚马逊地区,由于森林的迅速砍伐,导致了土壤CO2的流通。研究结果表明:所有土地覆盖类型中,CO2通量在湿季最大而在干季降低。土壤呼吸与土壤持水孔隙显著相关,与温度无关。与成熟林和次生林相比,草原的CO2年通量最大,其中一些草原具有较大的土壤C储存量。草原土壤呼吸产生CO2的13C值证明草原具有高呼吸速率几乎全部是源自草根呼吸和草残留物的分解,说明草原生产力较高;与森林土壤相比,草原土壤C循环的通量更大,这可能是由于草原土壤具有更广泛的地下C的分布。次生林的土壤呼吸速率与成熟林近似,所以在土壤呼吸速率和林龄或森林生物量之间没有任何相关。因此,该地区C的地下分布并不与植被高度相关。这些森林和草原土壤呼吸速率的年/季差异,反映了土壤C的流通而非生态系统中C储量的大量净变化。 相似文献
9.
全球变暖增加寒潮天气发生的频率和强度,影响土壤呼吸及其各组分,但有关增温和寒潮对亚热带森林土壤呼吸及其各组分的影响研究仍十分缺乏。通过壕沟法分离土壤呼吸,并利用土壤呼吸高频自动监测系统研究增温对寒潮期间亚热带常绿阔叶天然林土壤总呼吸、根呼吸与微生物呼吸的影响。结果表明：(1)寒潮发生时,对照和增温处理中土壤总呼吸速率分别显著下降45.93%和25.68%,土壤微生物呼吸速率分别显著下降51.25%和35.54%。但寒潮并没有影响增温处理中根呼吸速率,而对照处理中根呼吸速率在寒潮时显著下降39.72%。(2)观测期间,增温对总呼吸和根呼吸的日动态模式的影响在寒潮不同阶段具有明显差异,增温导致寒潮发生前后土壤总呼吸和根呼吸日峰值出现时间分别提前1,2 h,而寒潮发生时,对照和增温处理中土壤总呼吸和根呼吸的日峰值出现时间同步。(3)观测期间,增温后土壤总呼吸、根呼吸和微生物呼吸的温度敏感性(Q10值)均下降,而根呼吸的Q10值均高于微生物呼吸。因此,准确了解寒潮等极端天气下的土壤总呼吸、根呼吸和微生物呼吸的变化及其对增温的响应,对于提高气候变暖后土... 相似文献
10.
农田土壤呼吸特征及根呼吸贡献的模拟分析 总被引：25，自引：8，他引：17
采用静态箱法研究了黄淮海平原典型农田土壤CO2排放通量的日变化、季节变化特征,分析了土壤温度、水分对土壤呼吸的影响;并利用反硝化一分解(DNDC)模型定量化研究了根呼吸对土壤总呼吸的贡献.结果表明,在作物生长季节内棉花地、休闲地和冬小麦/夏玉米地土壤CO2排放均表现出明显的季节变化规律.土壤CO2排放季节变化的总体趋势是夏季高、其他季节低,与对应气温的动态变化基本一致.冬小麦/夏玉米地土壤CO2排放通量高峰值为2324 mg·m-2·h-1,棉花地为1111.9 mg·m-2·h-,休闲地为436.07 mg·m-2·h-1.土壤CO2季节性排放受温度的影响最大,其中与5 cm地温的相关性最好,与土壤湿度的相关性不太明显.同一种种植模式施氮量高的处理CO2平均排放通量大于低的处理.同时根据DNDC模型估算,玉米根际呼吸对土壤呼吸的贡献最大,为91%～95%,棉花和冬小麦根际呼吸比例分别约为70%和80%.施氮不仅影响土壤微生物的呼吸而且还影响到根系呼吸. 相似文献
11.
Summary Freezing was investigated as a means of preserving samples in soil respiration studies. Concentrations of CO2 in the headspaces of incubation bottles before and after freezing, and respiration rates derived from fresh or frozen samples were not significantly different over periods of up to 30 days. Freezing permits many samples to be assayed for respiratory activity at one time, increases the accuracy of the incubation period and defers the need to analyse headspace concentrations of CO2 until it is convenient. 相似文献
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长期施肥对冬小麦/夏玉米轮作下土壤呼吸及其组分的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
为阐明施肥对农田土壤呼吸的影响,于2002年6月至2003年6月在河南封丘潮土上进行的长期试验地上测定了玉米/冬小麦轮作系统下的土壤呼吸,分析了土壤呼吸与土壤水分和温度的关系,并利用统计分析方法研究了土壤呼吸各组分的贡献。土壤呼吸变化与作物生长发育规律一致,施肥通过影响作物的生长发育而对土壤呼吸产生影响。不同作物生长期,根际呼吸、土壤原有机质以及前作根茬和有机肥中碳对土壤呼吸的贡献不同。玉米期土壤有机质、根际呼吸、前作根茬和有机肥中的碳对土壤呼吸的平均贡献率分别为70.19%、19.43%和10.37%;而小麦生长期则分别为23.75%、62.26%和14.11%。由于不同施肥处理的作物生长量、土壤有机质含量以及前作根茬和有机肥施入而进入的有机碳量不同,造成土壤呼吸个体上存在着较大差异。土壤有机质的消耗主要发生在玉米生长阶段。 相似文献
13.
Thomas Fischer 《Soil biology & biochemistry》2009,41(7):1577-1579
Although metabolic activity of soil organisms is determined by water accessibility, little attention was given to rewetting with different water potentials. Rapid water potential increase induced a respiration pulse in organic layers in laboratory experiments and significant effects could be observed when soil below −6300 hPa was rewetted. 相似文献
14.
Although the importance of understory plants for ecosystem function and processes has been increasingly recognized, the contribution of understory root respiration to soil respiration in forest ecosystems has seldom been studied. In this experiment, we quantified understory root respiration in two subtropical Eucalyptus plantations (2-year-old and 24-year-old). When Eucalyptus was not girdled, understory root respiration accounted for 16% and 36% of total soil respiration in the young and old plantation, respectively. However, the percentages of understory root respiration to total soil respiration were 30% and 11% in the young and old plantation when Eucalyptus was girdled, respectively. We propose that understory root respiration can be substantial in subtropical forests and should be considered in ecosystem carbon budget. 相似文献
15.
Jouko Silvola J. Alm U. Ahlholm H. Nykänen P. J. Martikainen 《Biology and Fertility of Soils》1996,23(2):126-131
The CO2 released in soil respiration is formed from organic matter which differs in age and stability, ranging from soluble root exudates to more persistent plant remains. The contribution of roots, a relatively fast component of soil cycling, was studied in three experiments. (1) Willows were grown in a greenhouse and CO2 fluxes from the substrate soil (milled peat) and from control peat were measured. (2) CO2 fluxes from various peatland sites were measured at control points and points where the roots were severed from the plants. (3) CO2 fluxes in cultivated grassland established on peatland were measured in grassy subsites and in subsites where the growth of grass was prevented by regular tilling. The root-derived respiration followed the typical annual phenology of the vegetation, being at its maximum in the middle and late summer. All the experiments gave similar results, root-derived respiration accounting for 35–45% of total soil respiration in the middle and late summer at sites with an abundant vegetation. The root-derived respiration from the virgin peatland sites correlated well with the tree biomass, and also partly with the understorey vegetation, but in the drained sites the root effect was greater, even in the presence of less understorey vegetation than at virgin subsites. 相似文献
16.
Microbial biomass content, soil respiration and biomass specific respiration rate were measured in two parts of an area polluted by a municipal waste incinerator [polychlorinated biphenyls (PCBs) from combustion processes]. The soils in the studied parts differed significantly only in their levels of PCBs. The concentration of PCBs found in a control plot (4.4 ng g-1 soil) can be regarded as a background value while the polluted plot contained an increased amount of PCBs (14.0 ng g-1 soil). A significantly lower microbial biomass (decreased by 23%, based on the chloroform-fumigation extraction technique) and a lower specific respiration rate (decreased by 14%) were observed in the polluted plot in comparison with the control plot at the end of experimental period (1992–1994). Furthermore, a lower ability of microorganisms in the polluted plot to convert available Corg into new biomass was found in laboratory incubations with glucose-amended samples. 相似文献
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通过模拟实验研究了除草剂碘甲磺隆钠盐对土壤中过氧化氢酶活性和土壤呼吸作用的影响。结果表明,在施用量超过田间推荐用量7倍的浓度范围内,碘甲磺隆钠盐对土壤中过氧化氢酶活性的影响不明显;当其浓度为1mg/kg时,在不同培养时间下,碘甲磺隆钠盐施用后对土壤过氧化氢酶活性的影响呈现出轻微的抑制-激活-恢复的过程;在不同土壤类型中,碘甲磺隆钠盐对土壤过氧化氢酶的抑制性随土壤有机质的增加、pH值的降低而加强;碘甲磺隆钠盐对土壤呼吸作用有一定的影响,浓度愈大,土壤呼吸强度初期抑制愈强,随着时间的推移,逐步由抑制转为一定程度的刺激作用,到12天后施药土壤与对照组土壤的呼吸强度基本上趋于一致。实验结果表明,碘甲磺隆钠盐对土壤微生物影响较小,属于低毒或无实际危害的农药。 相似文献
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Summary Soil moisture, temperature, microbial substrate-induced respiration and basal respiration were monitored in two plots in an agricultural field from April 30 to September 25, 1987, and in a further two plots from May 26 to August 27, 1988. An attempt to relate biological variables to microclimatic variables was made through the use of correlation analysis. The microbial substrate-induced and basal respiration were both strongly positively correlated with the soil moisture content, and to a lesser extent positively related to soil temperature, especially when partial correlation was used to control for variation in soil moisture. Short-term changes in substrate-induced and basal respiration were correlated with changes in soil moisture but were largely independent of soil temperature. The ratio of basal to substrate-induced respiration (indicating the respiration: biomass ratio and therefore ecosystem stability or persistence) was negatively associated with the soil moisture content and in some instances with soil temperature when partial correlation analysis (correcting for soil moisture variation) was used. This suggests that the climatic conditions which contributed to the lowest ecosystem stability were low temperature, low moisture conditions. 相似文献