少耕秸秆覆盖对小麦间作玉米农田碳排放的协同作用

农业活动是生态系统碳排放过程的重要环节,农田温室气体减排在缓解全球气候变暖方面存在着巨大潜力。为探索更加高效的碳减排种植模式,本试验以小麦间作玉米为研究对象,通过田间试验,探讨了少耕秸秆覆盖与地膜再利用集成到同一间作模式下的农田碳排放及其决定因子的相关关系,综合评价不同模式的可持续性,以期为绿洲灌区碳减排措施的制定提供理论与实践依据。本试验的主要结果如下:1.免耕秸秆覆盖小麦间作玉米一膜覆两年(NTSI)可显著降低作物全生育期土壤CO2的排放总量。NTSI全生育期土壤CO2的总排放量为3948.4 kg?hm-2,较传统小麦间作玉米模式、传统单作玉米和一膜覆两年分别降低了16.6%、35.4%和28.0%。2.免耕秸秆覆盖小麦间作玉米一膜覆两年(NTSI)降低碳排放的主要原因是降低了土壤温度、增大了土壤含水量、降低了小麦收获前玉米的干物质积累速度。间作处理NTSI的平均土壤温度为19.0℃,较传统间作模式、传统单作玉米和一膜覆两年分别降低了5.3%、8.2%和4.5%;间作处理NTSI的土壤含水量在18%以上的天数达到了159d,较传统小麦间作玉米模式、传统单作玉米和一膜覆两年分别增加了31d、95d、80d,为作物高产奠定了良好的土壤水分环境;间作处理NTSI的小麦、玉米干物质积累量分别较传统间作提高了3.2%、7.1%,表明间作处理NTSI具有显著提高作物干物质积累量的优势。3.与传统小麦间作玉米和单作玉米相比,免耕秸秆覆盖小麦间作玉米一膜覆两年(NTSI)具有提高产量、水分利用效率和碳排放效率的优势,其可持续性最高,达到了0.99,较传统小麦间作玉米模式、传统单作玉米和一膜覆两年处理分别提高了16.5%、25.3%和22.2%,为本试验最为适宜的高能效、低碳排的种植模式。