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1.
开展大气CO2 浓度升高对华北夏玉米地温室气体排放的影响可为未来气候变化下农业温室气体减排提供依据。研究基于已稳定运行10 年的华北典型一年两季自由大气CO2 富集平台进行,于 2017 年设置2 个处理,即常规浓度CO2(aCO2,平均400 μmol·mol-1)和高浓度CO2(eCO2,550 μmol·mol-1),2018 年在不同CO2 浓度下增设低氮(LN)和高氮(HN)水平下的不同CO2 浓度处理(即aCO2-LN、aCO2-HN、eCO2-LN、eCO2-HN)开展试验,监测和分析不同处理下土壤CO2 及N2O 排放通量特征,结合土壤硝化潜势和反硝化潜势测定解析N2O排放量变化的可能原因。结果表明,eCO2 下夏玉米生育期农田N2O 和CO2 累积排放量分别比aCO2 下显著增加45.5% ～ 65.9% 和16.7% ～ 19.2%;N2O 排放增加主要发生在施肥、灌溉和降雨后,而土壤CO2 在玉米营养生长期排放量较高。eCO2 条件下土壤硝化潜势和反硝化潜势分别比aCO2 下提高了36.4% 和59.0%,对土壤N2O 排放有贡献潜力。eCO2 下,N2O 减排需结合排放机理采取合理的田间管理和水肥调控措施。 相似文献
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气候变化通过大气CO2浓度、温度和降雨的改变,直接或间接影响农田温室气体排放,研究未来气候情景下农田温室气体排放对实现农业碳减排具有重要意义。为探究气候变化背景下农田温室气体排放特征,该研究在长期田间定位试验基础上,利用当前大气CO2浓度与CO2浓度升高条件下旱作玉米农田温室气体排放通量的田间观测数据,采用“试错法”对DayCent模型进行校验,并利用校验后的模型,根据第六次国际耦合模式比较计划（Coupled Model Intercomparison Project phase 6,CMIP6）气候情景数据,预测未来SSP126与SSP245气候情景下旱地玉米农田温室气体排放通量。结果表明,DayCent模型对不同大气CO2浓度下N2O、CH4和CO2排放通量的模拟值与观测值高度一致,模拟效率（modeling efficiency,EF）分别为0.58～0.87、0.45～0.65和0.25～0.62,均方根误差（root mean square error,RMSE）分别为0.83～1.33、0.67～0.82和0.58～0.80 g/(hm2·d),决定系数（coefficient of determination,R2）分别为0.80～0.91、0.53～0.80和0.53～0.85。SSP126和SSP245气候情景下,在玉米单作种植模式下旱地农田N2O和CO2年排放量均呈现上升趋势,以2001—2020年农田温室气体排放通量为基准,到2060年N2O年排放量分别增加22.8%和24.9%,CO2年排放量分别增加6.7%和8.0%;旱地农田CH4年吸收量呈下降趋势,两个气候情景下分别减少13.6%和13.4%。未来气候情景下旱地农田仍是温室气体排放源,优化氮肥管理和农田耕作措施对实现温室气体减排具有重要意义,模拟结果可以为制定农业适应气候变化对策提供基础数据支持。 相似文献
3.
CO2浓度升高对不同水分条件下冬小麦生长和水分利用的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
以CO2浓度升高为主要特征的气候变化对作物生长发育及产量形成的影响日益受到重视。冬小麦是我国主要粮食作物之一, 主要分布在干旱及半干旱地区, 且生长期内多干旱少雨。研究不同水分条件下冬小麦的生长变化及水分利用对CO2浓度升高的响应具有重要的科学和实践意义。本研究在封顶式生长室中对2个土壤水分水平[适宜水分: 70%~80%田间持水量; 干旱胁迫: 50%~60%田间持水量]的盆栽冬小麦进行了CO2熏蒸试验[背景大气浓度: (396.1±29.2) μmol·mol-1; 升高的浓度: (760.1±36.1)μmol·mol-1]。对小麦植株生理指标、生物量、产量、耗水量和水分利用效率(WUE)等的研究结果表明, 与背景大气CO2浓度相比, CO2浓度升高可促进冬小麦生长, 其地上生物量显著增加, 适宜水分和干旱胁迫条件下分别增加了28.6%和18.6%; 籽粒产量显著增加, 适宜水分和干旱胁迫条件下分别增加了32.6%和22.6%; CO2浓度升高主要通过增加穗粒数提高籽粒产量, 穗粒数在适宜水分条件下提高24.3%, 干旱胁迫条件下提高15.5%, 对千粒重没有显著影响。CO2浓度升高使群体和产量WUE显著提高, 在适宜水分条件下提高幅度较大, 分别提高17.7%和24.8%。CO2浓度升高显著提高了叶片光合速率(Pn)、降低了气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr); 在适宜水分和干旱胁迫下Pn分别提高15.6%与12.9%, Gs分别降低22.7%与18.2%, Tr分别降低8.9%与7.5%。CO2浓度升高提高了叶片水势及叶绿素含量; 在适宜水分条件下叶片水势提高幅度较大, 为7.7%; 叶片叶绿素含量在2种水分条件分别提高7.5%与3.8%。由以上试验结果可得出: CO2浓度升高对冬小麦的生长、产量及水分利用效率均具有促进作用, 而且在土壤水分状况较好时, 这种作用效果更明显; CO2浓度升高主要通过增加穗粒数来促进产量提高。 相似文献
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大气CO2 浓度升高对绿豆生长及C、N 吸收的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
研究大气CO2 浓度升高对绿豆生长及C、N 吸收的影响, 有助于了解未来气候变化下绿豆养分平衡的变化。利用FACE (Free Air CO2 Enrichment)系统在大田条件下研究了CO2 浓度升高对绿豆生物量及C、N 吸收的影响。结果表明: 大气CO2 浓度升高使绿豆叶、茎、荚、根、地上部分生物量、总生物量及根冠比增加。各发育期地上部分含N 量下降10.39%~21.06%, 含C 量增加0.41%~1.13%, C/N 增加12.23%~26.68%; 籽粒中N、C 含量及C/N 无显著变化。植株地上部分吸N 量和吸C 量分别增加1.99%~50.87%和14.43%~92.69%。未来大气CO2 浓度升高条件下, 绿豆将通过生物量的增加固定更多的C, 并增加对N 素的吸收, 未来的绿豆生产应考虑增加土壤的施肥水平以保证其养分供应。 相似文献
5.
采用培养试验研究了磷缺乏与正常供磷条件下,CO2浓度由350μL/L升高至800μL/L苗期番茄的生物量、根系特征和不同器官N、P、K养分含量的变化。结果表明,无论缺磷与否,CO2浓度升高均能显著增加番茄地上部及根系的干物质积累量,提高根冠比。在磷缺乏条件下,CO2浓度升高对番茄根系生长的促进主要表现为增加根系的体积和表面积;而在磷正常供应条件下主要表现为同时增加根体积和分根数,有利于形成强壮的根系。在两种供磷水平下,CO2浓度升高对番茄各器官的N、P、K含量产生不同的稀释效应,但N、P、K总积累量却随CO2浓度升高而显著增加;而且CO2浓度与供P水平对番茄植株的N、P、K积累量具有极显著的正交互效应。 相似文献
6.
升高CO2浓度能够促进作物的光合作用，提高作物的生物量和产量，但关于CO2与NH+4/NO-3比及其交互作用对作物影响的研究较少，为探索番茄幼苗生长发育对CO2浓度升高的响应是否对NH+4/NO-3配比有较强的依赖关系，本试验在营养液栽培条件下，以番茄(Lycopersicun esculentum Mill)为试材，研究正常大气CO2浓度(360 μL/L)和倍增CO2浓度(720 μL/L)与不同NH+4/NO-3配比的交互作用对番茄幼苗生长的影响。结果表明：CO2浓度升高提高了低NH+4/NO-3比例处理中番茄叶片的光合速率和水分利用率，提高幅度随NH+4/NO-3比例的降低而增强，光合速率增强最大达55%。在同一CO2浓度处理下净光合速率与水分利用率均随NH+4/NO-3比例的增加而显著降低。这说明CO2浓度升高对番茄幼苗生长发育的促进作用随NH+4/NO-3比例的降低而提高，但并没有减弱全NH+4-N处理中番茄幼苗的受毒害作用。综上所述，CO2浓度升高能提高植物生产的节水能力和水分生产力；水培条件下，NO-3-N是最适合番茄幼苗生长发育的氮源，其它NH+4/NO-3比例对番茄幼苗的生长发育有一定的抑制作用，仅以NH+4-N作氮源则番茄幼苗很难生长。 相似文献
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硒砂瓜连作对土壤真菌群落结构的影响 总被引：4，自引：1，他引：3
硒砂瓜是宁夏地区重要的经济作物,其连作严重影响硒砂瓜产量和品质。目前硒砂瓜连作对土壤真菌群落结构的影响尚不清楚。本研究采用Illumina MiSeq高通量测序技术,探讨硒砂瓜连作对土壤真菌群落结构的影响。研究发现,硒砂瓜连作土壤中真菌群落多样性指数和丰富度指数随连作年限的增加先上升后下降。供试土壤样本中共检测到真菌8门、25纲、244属,其中子囊菌门（Ascomycota）、接合菌门（Zygomycota）是优势菌门,占90%以上。与对照相比,连作30年土壤中子囊菌门丰度下降32.51%,接合菌门丰度上升29.89%。供试土壤中真菌主要的优势属为被孢霉属（Mortierella）、绿僵菌属（Metarhiziun）、假霉样真菌属（Pseudallescheria）、镰刀菌属（Fusarium）和青霉属（Penicillium）。与对照相比,连作5年土壤中假霉样真菌属丰度增加45.81%,连作10年土壤中镰刀菌属丰度增加26.74%,连作15年土壤中绿僵菌属下降26.83%,连作20年土壤中青霉属增加29.68%,连作25年土壤中绿僵菌属减少18.30%,连作30年土壤中被孢霉属丰度上升29.89%。土壤理化性质与硒砂瓜连作年限间无显著相关性,而与土壤真菌群落结构存在显著的相关性。土壤全磷、碱解氮、有效磷含量是影响土壤真菌群落最主要的因素。研究结果表明,导致硒砂瓜连作障碍的主要原因不是土壤理化性质变化,而是土壤真菌群落结构的改变。研究结果可为硒砂瓜土传病害的生物防治提供参考依据。 相似文献
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秸秆还田与施肥方式对稻麦轮作土壤细菌和真菌群落结构与多样性的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为探索秸秆还田与施肥方式2种农田措施对水稻-小麦(稻麦)轮作土壤微生物群落的影响,阐释其对土壤细菌和真菌群落结构和多样性的影响机制,本研究通过7年稻麦轮作长期定位监测试验,设置无肥空白(CK)、常规施肥(RT)、秸秆还田+常规施肥(RS)和秸秆还田+缓释肥(SS) 4个处理,采用Illumina Miseq高通量测序技术,分析土壤细菌和真菌群落结构和多样性,探索影响微生物群落的主控环境因子。结果表明, SS作物产量在2016年和2017年分别比RT显著提高11.6%和8.2%(水稻)、4.8%和3.6%(小麦),与RS无显著差异。相比RT,秸秆还田处理显著降低了土壤pH,提升了土壤有机碳和铵态氮含量;与RS相比,SS处理提高了铵态氮含量。秸秆还田处理提升了真菌群落多样性,但对细菌群落多样性无显著影响。SS与RS在细菌真菌群落多样性方面均无显著差异。相关性分析表明,细菌群落多样性与土壤pH呈负相关,与总氮含量呈正相关;真菌群落多样性则与土壤有机碳含量显著正相关。NMDS分析表明,施肥对于细菌群落结构影响较大(55.61%),真菌群落结构则对秸秆还田响应更明显(26.94%)。与RT相比,秸秆还田显著提升了细菌放线菌门、绿弯菌门、厚壁菌门的相对丰度,同时显著提升了真菌中子囊菌门的相对丰度,降低了担子菌门和接合菌门的相对丰度,加强了土壤碳氮循环能力并抑制了病原菌。SS与RS相比,仅提升了真菌中子囊菌门的相对丰度。综上,秸秆还田配施缓释肥有助于维持或者提高土壤养分有效性、作物产量及细菌真菌群落多样性,可以促进土壤碳氮循环。 相似文献
9.
氨挥发不仅造成农田氮素损失,还加剧了大气灰霾污染。二氧化碳(CO2)浓度升高和气候变化对农田氨挥发的影响尚不清楚。采用OTC(Open-Top Chamber,开顶式气室)模拟研究CO2浓度渐升和骤升200 mg/L对南方稻麦轮作农田氨挥发的影响,探明在21世纪末CO2浓度背景下农田氨挥发的响应特征。本研究分别设置CK对照组、T1渐增组和T2骤增组,通气式氨气捕获法测定农田氨挥发,并比较各处理之间的差异。试验结果表明:(1)两年田间试验后,在CO2浓度升高下,小麦田累积氨挥发为7.87 kg/hm2,水稻田累积氨挥发为80.38 kg/hm2,小麦季氨挥发量较少,全年氨挥发量主要由水稻季贡献。(2)小麦季氨挥发持续时间较长,峰值出现与降水情况有关;水稻季氨挥发峰值出现在施肥后1～4 d,随后下降,氨挥发持续时间较短,两周之后降至背景值。(3)本试验影响氨挥发的主要因素是气温、降水和土壤铵态氮含量。(4)2018年冬小麦、2019年水稻、2019年冬小麦和2020年水稻的农田氨挥发量各处理之间均无明显差异。由此推论,到21世纪末,无论CO2浓度渐升或骤升200 mg/L,均对稻麦轮作农田氨挥发无明显影响。 相似文献
10.
《土壤通报》2020,(2):343-351
为探究不同年限连续栽培百合的设施土壤细菌和真菌群落组成变化及其与环境因子间的关系,采用Mi Seq高通量测序技术,对连作4年(C4)、连作5年(C5)和连作7年(C7)设施百合红壤中细菌和真菌群落组成和多样性的变化进行了研究。结果显示,所有样品测序后获得细菌和真菌有效序列分别是249003和451044个,细菌和真菌OTUs总数分别是906和298个。Alpha多样性分析显示,随连作年限延长设施百合红壤中细菌香农指数和辛普森指数显著升高,真菌香农指数和辛普森指数显著下降。在物种组成分析中,属于细菌优势菌种的有变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinomycetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi),且C4、C5和C7处理土壤中优势菌种占细菌总数比例分别是85.17%、81.04%和81.64%;而真菌菌门中,只有子囊菌门(Ascomycota)一个优势菌种,并且C4、C5和C7处理土壤中优势菌种占真菌总数比例分别93.69%、92.20%、84.31%。不同连作年限土壤中,子囊菌门镰刀菌属(Fusarium)丰度比例达44.02%～58.83%。相关性分析显示,p H值、有机碳、总氮与变形菌门、放线菌门、酸杆菌门丰度显著相关;p H与青霉属(Penicillium)显著正相关,与镰刀菌属显著负相关。由此可以认为,连作后土壤细菌微生物群落多样性指数显著上升,真菌微生物多样性显著下降,同时土壤中细菌的优势菌种有变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门,在真菌群落组成中子囊菌门占主导,连作后子囊菌门中占主导地位的镰刀菌属数量的增长可能是引起设施百合红壤连作障碍的主要原因之一。 相似文献