黄土高原南部冬小麦—夏休闲种植体系温室气体排放与减排措施研究

温室气体因对温室效应的贡献和对环境的破坏，已经引起了全球广泛关注。为了解陕西黄土高原南部旱地冬小麦季-夏休闲农田温室气体排放规律，探索旱地温室气体减排方法，试验采用密闭式静态箱-气相色谱法，田间试验共设5个处理： CK：对照（不施氮）；CON：当地农民习惯施氮；OPT：优化施氮加秸秆还田；OPT+DCD：OPT配施硝化抑制剂DCD；OPT(SR)：OPT中肥料换成缓控释肥。研究黄土高原南部旱地冬小麦-夏休闲农田温室气体季节排放特征与水、热等环境因素的关系，以及减氮、秸秆还田等措施的减排效果。主要结果如下： 1各处理N2O周年累积排放量分别为：394.13、671.74、473.44g、486.07、468.50gN2O-N ha-1。CON、OPT、OPT+DCD、OPT(SR)排放系数分别为：0.13%、0.05%、0.06%、0.05%，均远小于IPCC默认值1.00%。各处理N2O排放强度分别为：0.10、0.12、0.08、0.08、0.08g kg-1。旱地冬小麦-夏休闲耕作制度N2O排放通量与土壤孔隙充水率（WFPS）显著相关，与温度相关性不显著。秸秆还田措施能激发冬小麦生长季初期施肥后N2O排放量。施用DCD与缓控释肥能够显著抑制旱地小麦季初期N2O排放对施肥的响应，并能提升作物产量。 2各处理CO2周年累积排放量分别为：5.84、7.01、6.80、7.00、6.88t CO2-C ha-1。旱地冬小麦-夏休闲耕作制度CO2排放通量与气温变化显著相关，与土壤水分变化相关性不显著。秸秆还田措施能激发冬小麦生长季初期施肥后CO2排放；但对周年CO2累积排放量无显著影响。施用DCD能够显著降低旱地小麦季初期CO2排放水平，但对周年累积排放量无显著影响。 3各处理CH4周年累积排放量分别为：-0.93、-1.11、-1.31、-1.21、-1.05kg CH4-C ha-1。旱地冬小麦-夏休闲耕作制度对CH4处于吸收状态。CH4排放通量与气温变化显著相关，未观测到与水分的相关性，但降雨后CH4排放剧烈波动。施用缓控释肥能够显著降低CH4排放与温度变化的相关性。 4旱地冬小麦-夏休闲耕作制度中，各处理周年全球增温潜势（GWP：将N2O和CH4的排放通量换算成CO2当量）分别为：153.63、277.53、177.90、187.40、184.32kg CO2-eqha-1。各处理温室气体排放强度（GHGI：单位产量对应排放的GWP）分别为：40.89、51.11、31.65、29.95、30.95kg CO2-eq t-1。对净全球增温潜势（Net-GWP：将N2O、CH4、土壤呼吸产生的CO2、灌溉能源、机械燃油、肥料生产与运输、作物残留等因素换算成CO2当量）进行估算，各处理分别为：10.51、12.20、3.56、3.16、3.16、3.12t CO2-eq ha-1。各处理净温室气体排放强度（Net-GHGI：单位产量对应排放的Net-GWP）分别为：2.73、2.09、0.53、0.41、0.42t CO2-eq t-1。其中，秸秆还田措施对Net-GWP的贡献为-8.25t CO2-eqha-1，是最重要的固碳措施。