中国农田生态系统土壤呼吸作用研究与展望(8)

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3期

韩广轩等：中国农田生态系统土壤呼吸作用研究与展望

D I 1 3 7/ . s .0 52 4 .0 8 0 .2 7 7 O: 0 7 3 j j n 10 .6 x 2 o . 3 0 2 s 2.

玉米根区土壤呼吸速率随根系的生长有明显的季节变化，而非根区土壤呼吸速率的季节变化不明显；当玉米生长旺盛时，土壤呼吸作用也旺盛。因此，在玉

作为人类活动最活跃的生态系统，作、肥和耕施

灌溉等一系列田间管理活动将直接或间接地改变农田生态系统的土壤环境，而影响土壤 c 2从 o的排放速率。农田耕作是世界上最大规模的人类活动，耕作使

米生长期间，土壤呼吸作用也可以反映玉米的生长状况 (兰芳和蔡祖聪，05。盆栽试验发现，植杨 20 )种大豆的平均土壤呼吸速率是裸

土的 6 8 2 ., . 6 4倍说明在植物生长期间，壤呼吸作用主要受植物生土

土壤深处的土壤有机碳暴露在空气中，加速了土壤有机碳的分解，促进了土壤呼吸作用；施肥，特别是施入有机肥，可以提高农田土壤有机碳含量，增加土壤呼吸作用的底物，同时促进作物生长，从而显著提高土壤呼吸作用；灌溉一般是在土壤干旱缺水的情况下进行的，能够促进植被的生长，并增强土壤微生物的活性，最终使土壤呼吸速率加快(周志田等， O) 2 2。 O 土壤耕种可以导致玉米生长前期较高的土壤呼吸速率 (磊等，05。秋耕时节，壤翻耕、肥孟 20 )土化和有机肥的施用和秸秆还田等将使土壤微生物的活动加强，加速土壤中有机物的分解，而使农田土壤从

长控制 (杨兰芳和蔡祖聪，04。水稻和玉米的土 20 )壤呼吸作用与其生物量和净第一性生产力有很好的相关性 (韩广轩等， 0; a ea . 07) 2 6 H n t 1, 0a。 0 2作物生长影响土壤呼吸作用主要反映在：) 1根系呼吸作用以及微生物分解根系来源物质与植物生长密切相关。植物为根系呼吸作用提供光合产物，

而根系通过呼吸作用为植物提供吸收养分和水分所需要的能量 (兰芳和蔡祖聪，04。例如，玉米杨 20 )在生长期间，根际呼吸作用消耗的碳相当于作物净光合产物的 1%~2%和净二氧化碳同化产物的 8 5 2%一3% ( oht 4 5 R cee& F ngn 19 ) )物根 t l aa,97。2植 a

呼吸强度急剧增加 (王立刚等，06崔玉亭等， 20; 19 ) 97。灌水后，大豆土壤呼吸作用总量和最大土壤呼吸速率均显著高于不灌水的处理 (杨兰芳和蔡祖聪，04。在水稻生长末期排水后，壤的通气性 20 )土

系是土壤呼吸作用的主要参与者，其根量与根系活性决定着根系呼吸强弱和排出 c 2的数量。H no 0 asn等 (00在综合分析前人的研究结果后指出，森 20 )非林生态系统全年或生长季中根系呼吸作用占土壤呼吸作用比例的均值为 6 .%。3植物生长为微生 04 )物提供基质，物通过影响土壤中凋落物和碎屑的植

增强，好气微生物开始活跃，使得土壤呼吸速率呈上升趋势 (巍等，

03。梁 20 )

3空间变异及其控制因素3 1区域变异性 .

数量来影响微生物的生长和活性，而影响土壤呼从吸作用( oi t 1, 03。在植物生长期间， Lhae a. 20 ) l 根系释放到根际土壤的有机物数量约占植物光合产物的 1%~ 0这些有机物质绝大部分以 c 2 5 4%, O的形式释放出来 (王敬国， 95。 1 ) 92 3 3田间管理活动 ..

中国幅员辽阔，具有多样的气候类型，加之各地农田田间管理方式的多样性和复杂性，使得农田土壤呼吸作用在区域尺度上存在着较大的空间变异( 1。以冬小麦和夏玉米为例，小麦生长季中，表 )在 不同地区小麦田的土壤呼吸速率在 6 . 8 2~70 8 7 .

n 之间， am h g 变异系数达 7 .%。中，萨 36其拉

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图 2冬小麦 () a和玉米 ( ) b生长季土壤呼吸速率的空间变异Fg2 sa vr tn f a si tndr gt n n￥1 r f it ha ( )adm i b i. p aii so ir p ao ui h g￣i￣8 lo wne w et a n a e( ) ao s le r i n e g o8 r z