Carbon stocks and carbon fluxes from a 10‐year prescribed burning chronosequence on a UK blanket peat          下载免费PDF全文

G. D. Clay  F. Worrall  N. J. Aebischer 《Soil Use and Management》2015,31(1):39-51

Prescribed burning is a common land management technique in many areas of the UK uplands. However, concern has been expressed at the impact of this management practice on carbon stocks and fluxes found in the carbon‐rich peat soils that underlie many of these areas. This study measured both carbon stocks and carbon fluxes from a chronosequence of prescribed burn sites in northern England. A range of carbon parameters were measured including above ground biomass and carbon stocks; net ecosystem exchange (NEE), net ecosystem respiration (R_eco) and photosynthesis (P_g) from closed chamber methods; and particulate organic carbon (POC). Analysis of the CO₂ data showed that burning was a significant factor in measured CO₂ readings but that other factors such as month of sampling explained a greater proportion of the variation in the data. Carbon budget results showed that whereas all the plots were net sources of carbon, the most recent burn scars were smaller sources of carbon compared with the older burn scars, suggesting that burning of Calluna‐dominated landscapes leads to an ‘avoided loss’ of carbon. However, this management intervention did not lead to a transition to a carbon sink and that for carbon purposes, active peat‐forming conditions are desirable.  相似文献   

Effects of cover crop growth and decomposition on the distribution of aggregate size fractions and soil microbial carbon dynamics          下载免费PDF全文

D. Linsler  M. Kaiser  R. Andruschkewitsch  C. Piegholdt  B. Ludwig 《Soil Use and Management》2016,32(2):192-199

Although the effects of cover crops (CC) on various soil parameters have been fully investigated, less is known about the impacts at different stages in CC cultivation. The objective of this study was to quantify the influence of CC cultivation stages and residue placement on aggregates and microbial carbon (C_mic). Additionally, the influence of residue location and crop species on CO₂ emissions and leached mineralized nitrogen (N_min) during the plant degradation period was also investigated. Within an incubation experiment, four CC species were sown in soil columns, with additional columns being kept plant‐free. After plant growth, the columns were frozen (as occurs in winter under field conditions) and then incubated with the plant material either incorporated or surface‐applied. With CC, concentrations of large and medium macroaggregates were twice that of the fallow, confirming positive effects of root growth. Freezing led to a decrease in these aggregate size classes. In the subsequent incubation, the large macroaggregates decreased far more in the samples with CC than in the fallow, leading to similar aggregate size distributions. No difference in C_mic concentration was found among the CC cultivation stages. CO₂ emissions were roughly equivalent to the carbon amounts added as plant residues. Comparison of columns with incorporated or surface‐applied residues indicated no consistent pattern of aggregate distribution, CO₂ emission or C_mic and N_min concentrations. Our results suggest that positive effects of CC cultivation are only short term and that a large amount of organic material in the soil could have a greater influence than CC cultivation.  相似文献   

培肥措施对旱地农田土壤CO2排放和碳库管理指数的影响     

王晓娇  蔡立群  齐鹏  王雅芝  陈晓龙  武均  张仁陟 《草业学报》2021,30(2):32-45

阐明长期有机物料施肥下土壤CO₂排放特征及其影响机制以及碳库管理指数对黄土高原旱作农业区固碳减排及施肥模式选择的影响尤为重要。基于2012年设置在陇中黄土高原旱作区的长期定位试验,通过不施肥（CK）、氮肥（NF）、有机肥（OM）、秸秆（ST）、有机肥结合无机肥（OMNF）5个处理,测定并计算了2018年不同施肥措施下全年土壤CO₂排放、作物碳排放效率和碳库管理指数的变化,并运用结构方程模型分析了0~30 cm土壤温度、水分、微生物量碳氮、易氧化有机碳、蔗糖酶、脲酶与土壤CO₂排放速率的关系。结果表明：1）与不施肥相比,秸秆、有机结合无机肥和有机肥处理使生育期土壤CO₂排放平均速率提高了42.72%、30.82%和29.79%,秸秆、有机肥处理分别使生育期土壤CO₂排放量显著提高36.35%、32.45%（P<0.05）,有机结合无机肥处理使碳排放效率显著降低41.10%（P<0.05）;2）有机物料处理均能显著提高0~5 cm土层易氧化有机碳、微生物量碳氮、蔗糖酶活性和碳库管理指数,相比不施肥和氮肥处理,有机结合无机肥处理分别使0~30 cm土壤碳库管理指数提高127.41%,99.33%（P<0.05）;3）结构方程模型表明,环境因子对土壤CO₂排放速率的总解释度为53%,对土壤CO₂排放速率总效应较大的影响因素包括土壤温度（2.36）、微生物量碳（1.59）和土壤水分（1.18）,且均间接地影响着土壤CO₂排放速率,土壤温度促进了微生物量碳和蔗糖酶活性的提高,微生物量碳促进了微生物量氮和易氧化有机碳的增加。综合来看,有机结合无机肥处理可以提升土壤碳库管理指数,保持微生物活性,增加作物产量,降低土壤碳排放效率,是陇中黄土高原旱作农业区比较适宜的农田培肥措施。  相似文献   

黄河源区建植19年人工草地生物结皮CO2通量与叶绿素荧光参数的变化     

孙华方  李希来  李成一  张静  林春英  金立群  杨鑫光 《草地学报》2021,29(5):894-903

为了解黄河源人工草地不同类型生物结皮和植被群落CO₂释放和固定的变化特征,并探讨二者的影响因子,本文通过调查黄河源建植19年人工草地不同类型生物结皮CO₂通量和植被土壤特征变化发现：藻和地衣结皮CO₂通量均显著小于苔藓结皮（10.58 μmol·m^-2·s^-1）（P<0.05）;苔藓结皮对应的植被群落CO₂通量（11.55 μmol·m^-2·s^-1）显著低于藻和地衣结皮（P<0.05）;藻和地衣结皮下的土壤CO₂通量显著大于苔藓结皮（约2倍,P<0.05）。苔藓结皮叶绿素初始荧光参数F₀（Minimal Fluorescence）和最大荧光参数F_m（Maximal Fluorescence）均最大;藻和苔藓结皮的PS Ⅱ最大光化学量子产量F_v/F_m（Optimal/Maximal Quantum Yield of PS Ⅱ）均高于地衣结皮。CO₂通量和叶绿素荧光参数的主要影响因子相似,均与禾本科高度、土壤铵态氮含量正相关,与pH负相关。因此,在研究草地碳平衡过程中应充分考虑生物结皮的贡献,同时需注意不同类型的生物结皮的CO₂通量和叶绿素荧光参数的差异变化。  相似文献   

植物开花光周期反应的分子调控机制   总被引：2，自引：0，他引：2  

沙爱华  王英  刘志文  蔡铭  袁平该  陈宪成 《华北农学报》2006,21(Z1):12-15

植物开花时间受到日照长短季节性变化的调节,拟南芥和水稻中与光周期反应相关基因的分离,使人们得以认识植物开花光周期反应的分子调控机制。植物感知日照长短的变化主要由CONSTANS(CO)基因的表达所控制。CO能够将光信号与生物钟信号整合,调节开花基因FLOWERING LOCUS T(FT)的表达,并最终控制植物的开花时间。本文对这一研究的最新进展进行了综述。  相似文献   

CO 2与土壤水分交互作用的番茄光合速率预测模型     

李婷  季宇寒  张漫  沙莎  蒋毅琼 《农业机械学报》2015,46(S1):208-214

为了实现不同土壤水分管理下的CO 2气肥精细控制,建立了番茄作物不同生长阶段的光合速率预测模型。实验设置了4个CO 2浓度与3个土壤水分条件的交互处理,利用无线传感器网络长期实时监测温室内环境信息,采用LI-6400XT型光合速率仪定时采集作物净光合速率信息;并用BP神经网络分别建立了番茄苗期、花期和果期的光合速率预测模型。预测模型的验证结果表明,对于苗期预测模型,预测值与实测值之间的决定系数 R 2为0.925;花期预测模型的决定系数 R 2为0.920,果期预测模型的决定系数 R 2为0.958;番茄各生长期的光合速率预测模型均具有较高的预测精度。在不同土壤水分条件下改变CO 2浓度,得到的CO 2浓度与光合速率预测曲线与实测值相近,可反映实际土壤水分管理下的CO 2浓度最优值,对指导不同土壤水分条件下CO 2气肥的精细调控具有重要意义。  相似文献   

CO₂加富及亏缺灌溉对菜豆中期与后期生长的影响     

翟锡姣  郑少文  王帅全 《中国瓜菜》2021,(4):105-111

为了探明菜豆中期与后期生长对CO₂加富与亏缺灌溉的生理响应,试验设两个CO₂水平:正常大气浓度和倍增CO₂浓度,两个灌溉水平:自然灌溉12次和亏缺灌溉6次,研究CO₂加富及亏缺灌溉对菜豆生长的影响。结果表明,CO₂加富显著提高菜豆生长中期株高与干质量,净光合速率(Pn)与胞间CO₂浓度(Ci)分别显著降低15.48%、37.67%,气孔导度(Gs)显著提高95.83%,菜豆生长后期的叶绿素a/b(Chla/b)显著提高12.29%,水分利用效率(WUE)显著提高46.51%,Ci显著降低12.87%。CO₂加富显著提高亏缺灌溉下生长中期菜豆的株高与干质量,但显著降低根冠比,显著提高叶绿素含量以及Gs;CO₂加富下生长后期的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)及果糖-1,6-二磷酸酶(FBPase)活性分别显著提高78.05%与88.69%,CO₂加富使亏缺灌溉下碳酸酐酶(CA)与FBPase活性分别显著提高83.73%与64.84%。综上所述,CO₂加富提高菜豆生长中期对亏缺灌溉的适应性,对生长后期影响作用减小。  相似文献   

不同类型水稻品种产量和氮素吸收利用对大气CO2浓度升高响应的差异     

周娟  舒小伟  赖上坤  许高平  黄建晔  姚友礼  杨连新  董桂春  王余龙 《中国水稻科学》2020,34(6):561-573

目的 探明不同类型水稻品种产量和氮素吸收利用对FACE(大气CO₂浓度增高)响应的差异。方法 以常规粳稻、杂交籼稻、常规籼稻共6个品种为供试材料,研究FACE对不同类型水稻产量、氮素吸收利用的影响。结果 1）FACE处理极显著提高了水稻产量,平均增加24.17%, 常规籼稻增幅最大,FACE和对照均以杂交籼稻最高;2）FACE处理显著增加了单位面积穗数,常规粳稻增幅最大,并显著增加了杂交籼稻和常规籼稻每穗粒数;3）FACE处理显著提高了成熟期吸氮量和氮素籽粒生产效率,成熟期吸氮量平均增加21.23%,杂交籼稻增幅最大, FACE和对照均以常规籼稻最高;氮素籽粒生产效率平均增加7.33%,杂交籼稻增幅最大,FACE和对照均以杂交籼稻最高。成熟期吸氮量对产量促进作用略大于成熟期氮素籽粒生产效率;4）FACE处理降低了植株含氮率,成熟期平均下降0.105个百分点,常规粳稻降幅最大。FACE处理极显著提高植株干物质量,成熟期平均增加23.95%,常规籼稻增幅最大;FACE处理显著提高常规籼稻和杂交籼稻成熟期单穗吸氮量,分别增加10.79%、13.93%,但常规粳稻下降了9.60%;FACE处理显著提高了成熟期群体吸氮强度,平均增加22.29%,杂交籼稻增幅最大。FACE处理对水稻全生育期天数无显著影响;FACE处理显著提高茎鞘、叶片、穗各器官吸氮量,叶片增幅最大,平均增加51.86%,杂交籼稻增幅最大;FACE处理显著提高了不同生育阶段吸氮量,抽穗-成熟阶段增幅最大,平均增加108.90%,杂交籼稻增幅最大;5）植株干物质量、单穗吸氮量、吸氮强度、穗吸氮量、抽穗-成熟阶段吸氮量对成熟期总吸氮量的促进作用分别大于植株含氮率、单位面积穗数、生育天数、茎鞘叶吸氮量、移栽-分蘖和分蘖-抽穗阶段吸氮量;6）FACE处理显著提高了氮肥偏生产力,降低了每百千克籽粒需氮量,前者平均增加24.16%,常规籼稻增加最多;后者平均降低4.7%,常规籼稻降幅最大。结论 FACE处理可显著提高水稻产量和氮素吸收利用效率,但品种间差异较大。  相似文献   

依据显微结构及光合特性探讨蝴蝶兰花芽分化的时期     

许申平  张燕  袁秀云  崔波 《园艺学报》2020,47(7):1359-1368

以蝴蝶兰‘大辣椒’为试验材料,对花芽分化进程及期间光合特性和碳水化合物、可溶性蛋白及激素含量的变化进行研究。结果表明：花芽长度为0、2、4、8、16和24 cm时,分别处于花芽分化初始期、花序原基分化期、花原基分化期、萼片原基分化期和花瓣原基分化期（16和24 cm）。蝴蝶兰叶片的净CO2吸收速率在花芽发育前期（0 ~ 4 cm）没有显著变化,花芽8 cm时显著降低。花芽中的碳水化合物和可溶性蛋白的含量显著高于叶片,碳水化合物在花芽长度为4 cm时达到稳定水平,可溶性蛋白含量在花芽8 cm时达到叶片与花芽的平衡;赤霉素（GA）的含量在花芽2 cm时达到最大值,生长素（IAA）含量在花芽4 cm时显著升高,玉米素（ZT）含量在花芽8 cm时显著降低,而ABA含量在花芽发育的过程中并没有显著变化。由此可知,当蝴蝶兰花芽开始分化萼片原基（8 cm）时,光合生理及生化物质基本达到一个相对稳定的水平,此阶段的蝴蝶兰花芽已彻底完成成花分化。  相似文献   

不同灌水下限设施番茄土壤CO2排放特征及其影响因素研究     

韩昌东  叶旭红  马玲  马建辉  邹洪涛  张玉龙 《灌溉排水学报》2020,(2):46-55

【目的】探讨不同灌水下限设施土壤CO2排放特征及其影响因素,为调控设施土壤水分和碳排放提供理论依据。【方法】在番茄生育期内采用LI-8100A土壤碳通量自动测定仪观测不同灌水下限[20 kPa(D20)、30 kPa(D30)、40 kPa(D40)]下的土壤CO2排放速率,并分析其影响因素。【结果】在番茄生育期内,不同灌水下限设施土壤CO2排放速率变化趋势基本一致,D20处理最高,平均速率为2.759μmol/(m2·s),其次是D30处理,为2.601μmol/(m2·s),D40处理最低,为2.559μmol/(m2·s)。在土壤CO2累积排放量方面,D20处理显著高于其他2个处理,而D30和D40处理之间无显著差异。就单因素模型而言,不同灌水下限处理的土壤CO2排放速率与15 cm土壤温度呈指数回归关系,且均达显著水平(P<0.05);不同灌水下限处理的土壤CO2排放速率与15 cm土壤含水率均呈显著二次回归关系(P<0.05);与单因素模型相比,土壤温度和土壤含水率的双因素复合模型(68.5%~83.8%)可以更好地解释土壤CO2排放的变化。土壤温度敏感系数Q10值在1.442~1.498之间,其中D20处理最敏感,D40处理最不敏感。相关分析结果表明,土壤CO2累积排放量与0~20 cm土层土壤有机质量、pH值、全氮量、速效磷量、速效钾量、碱解氮量和微生物量碳呈显著相关关系。采用PCA分析提取出的2个主成分累积贡献率为85.79%。【结论】灌水下限影响设施土壤CO2的排放,其中D20处理促进了设施土壤CO2的排放。  相似文献