由图 5-1 可知,RS、RH与 5cm 的 STP 均呈极显著的指数性相关(P<0.01)。5cm STP 可以解释 CK、P、N、NP 处理 Rs 变化量的 61.94%、63.87%、55.84%、52.11%,可以解释 38.72%、36.04%、30.95%、33.35%的 RH变化。由模型模拟的拟合度来说,氮磷添加对 5cm STP 与 RS的相关性大小顺序为 P>CK>N>NP;与 RH的相关性大小顺序为 CK>P>NP>N。
图 5-1 土壤呼吸、异养呼吸速率与 5cm 土壤温度的关系
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第六章 讨论与结论
6.1 讨论
6.1.1 氮磷添加对春小麦农田土壤呼吸及根系呼吸贡献率的影响
国内外学者对不同施肥措施下土壤呼吸速率的影响已经作了大量研究,但由于施肥年限、施肥量的不同,目前尚未得出较为一致的结论。一般认为,施肥一方面促进了作物根系的生长,进一步增强了根系呼吸;另一方面肥料添加为微生物提供了生长代谢所需的营养物质,降低土壤 C/N 比,提高了微生物的数量与活性,进而提高了微生物异养呼吸速率。本研究中,施肥处理下土壤呼吸速率在 0.63~3.63 μmol CO2·m-2·s-1范围内波动,这与全球农田土壤呼吸速率(0.47~4.16μmol CO2·m-2·s-1)的范围基本一致[218]。本研究结果表明,小麦农田土壤呼吸速率和异养呼吸速率均呈双峰型变化趋势,且小麦生育期内土壤呼吸/异养呼吸速率变化趋势基本一致,段翠清[219]、张赛等[220]也得出了相似的研究结果。3 月 31 日出现第一次峰值,其原因可能是 3 月 21 日种植小麦,播种对土壤造成了一定的扰动,使水分、温度发生变化,在一定程度上加速了土壤有机质的分解[221],且土壤通透性和微生物活性增加[214],导致土壤呼吸速率和土壤异养呼吸速率提升,但土壤温度仍较低,且在此期间基本无降雨,含水量影响了土壤气体的含量和扩散速度[200],故 4 月 14 日出现谷值;6 月 10 日出现第二次峰值,此时为小麦营养生长最旺盛的阶段,土壤温度高(16~25℃),6 月 8~10 日降雨量为 21.2mm。显然,在适宜的土壤温度、水分下,自养呼吸释放量增加、土壤微生物代谢增强,进而提高了土壤呼吸速率;6 月 10~20 日为小麦营养生长和生殖生长并进的阶段,但由于期间温度降低(16~20℃)、降雨量较少(10mm)、蒸发量较大,土壤含水量降低,作物根系生长及土壤微生物活性受到影响[184],故该期土壤呼吸速率较 6 月 10 日略有所下降,这进一步说明温度和水分对土壤呼吸速率的影响较大;6 月 20 日到收获期为小麦生殖生长阶段,随着根系活力的降低,呼吸强度逐渐减弱,从而降低了土壤呼吸速率。土壤异养呼吸 6 月 10 日出现峰值的原因是土壤温度和降雨量增加了土壤微生物生物量和活性,之后一直到收获期,异养呼吸速率随土壤含水量和温度有所变化,整体上相对稳定。
参考文献(略)