施氮水平对太行山前平原冬小麦-夏玉米轮作体系土壤温室气体通量的影响

应用静态明箱-气相色谱法对4个施氮肥水平N0[0kg(N)·hm-2]、N200[200kg(N)·hm-2]、N400[400kg(N)·hm-2]、N600[600kg(N)·hm-2]的夏玉米-冬小麦季轮作体系2008~2010年的土壤温室气体(CH4、CO2和N2O)排放通量进行研究,同时观测5cm土层土壤温度并记录降水量。结果表明:太行山前平原冬小麦-夏玉米轮作农田生态系统为CH4吸收汇,CO2和N2O排放源。随着氮肥施入量的增加土壤对CH4的吸收速率降低,而CO2和N2O的排放速率增加。冬小麦季施氮处理土壤对CH4的吸收速率显著低于无氮肥的N0处理,而N600处理土壤CO2和N2O排放速率显著高于N0处理(P<0.05)。施肥和灌溉会直接导致土壤CO2和N2O的排放通量增加,同时土壤对CH4的吸收峰值减小。土壤温度升高和降水量增加以及干湿交替加剧均会造成N2O和CO2排放速率增加。同时在持续干燥和低温条件的冬季不施氮处理观测到土壤对N2O的吸收现象。N0、N200、N400和N600处理土壤CH4年排放总量(kg·hm-2·a-1)分别为-1.42、-0.75、-0.82、-0.92(2008~2009年)和-2.60、-1.47、-1.35、-1.76(2009~2010年),N0、N200、N400和N600处理土壤CO2年排放总量(kg·hm-2·a-1)分别为15597.6、19345.6、21455.9、29012.5(2008~2009年)和10317.7、11474.0、13983.5、20639.3(2009~2010年),N0、N200、N400和N600处理土壤N2O年排放总量(kg·hm-2·a-1)分别为1.05、2.16、5.27、6.98(2008~2009年)和1.49、2.31、4.42、5.81(2009~2010年)。