农田土壤呼吸特征及根呼吸贡献的模拟分析

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-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2324mg·m-2·h-1,棉花地为1111.9mg·m-2·h-1,休闲地为436.07mg·m-2·h-1。土壤CO2季节性排放受温度的影响最大,其中与5cm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。