砾石覆盖对小麦玉米轮作农田碳排放强度的影响 - 王冬林 冯浩 刘晓青 李毅 张阿凤 (农业工程学报, 2017)
为研究砾石覆盖对农田土壤水热条件及温室气体排放的影响,探讨小麦-玉米轮作农田碳排放强度对砾石覆盖的响应,开展了基于静态暗箱-气象色谱法的小麦-玉米轮作田间试验,测定了土壤CO2、CH4和N2O 3种温室气体的排放,结合产量、全球增温潜势和碳排放强度等指标评估砾石覆盖的农田生态效应及固碳减排作用。试验在作物关键需水期设置0和50 mm 2个灌溉水平,土壤表面设置无覆盖和100%覆盖2个砾石覆盖度水平,形成无覆盖对照（W0M0）、灌溉对照（W1M0）、砾石覆盖（W0M1）和灌溉砾石覆盖（W1M1）4个处理。结果表明：1）砾石覆盖能有效改善土壤水热状况,显著增加作物产量。与对照处理W0M0相比,W1M0,W0M1和W1M1 3个处理的作物年际总产量分别增加了18.1%、32.6%和51.8%;2）各处理对3种温室气体排放的影响具体表现为,相比W0M0处理,W1M0,W0M1和W1M1 3个处理的CO2年际排放总量分别降低了7.8%、12.1%和18.0%,CH4年际吸收总量分别增加了32.5%、80.2%和124.3%,而各处理N2O年际排放总量差异不显著;3）砾石覆盖显著降低了农田温室气体碳排放强度,W1M0,W0M1和W1M1 3个处理的碳排放强度相比W0M0处理分别降低了14.9%、20.7%和33.6%。比较产量和碳排放强度,经济产量越高,固碳潜力越大,碳排放强度越小。双因素方差分析表明砾石覆盖结合农田灌溉使得作物产量达到最高,碳排放强度最小。综合考虑,砾石覆盖结合农田灌溉能有效改善土壤水热状况,有利于增加作物产量和降低农田温室气体碳排放强度,该研究为干旱半干旱地区实现稳定增产和固碳减排提供一种可行途径。