生物炭和秸秆还田对干旱区玉米农田土壤温室气体通量的影响*

程 功, 刘廷玺, 李东方, 段利民, 王冠丽



生物炭和秸秆还田对干旱区玉米农田土壤温室气体通量的影响*

程 功1,3, 刘廷玺1,2**, 李东方1,2, 段利民1,2, 王冠丽1,2

(1. 内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院 呼和浩特 010018; 2. 内蒙古自治区水资源保护与利用重点实验室呼和浩特 010018; 3. 南京市水利规划设计院股份有限公司 南京 210000)

为了研究生物炭及秸秆还田对干旱区玉米农田温室气体通量的影响, 以内蒙古科尔沁地区玉米农田为试验对象, 采用静态箱-气相色谱法对分别施入生物炭0 t∙hm-2(CK)、15 t∙hm-2(C15)、30 t∙hm-2(C30)、45 t∙hm-2(C45)及秸秆还田(SNPK)的土壤进行温室气体(CO2、CH4和N2O)通量的原位观测, 并估算生长季CH4和N2O的综合增温潜势(GWP)与排放强度(GHGI)。结果表明: 添加生物炭能够显著减少土壤CO2和N2O的排放量, 并促进土壤对CH4的吸收作用。其中处理C15对CO2的减排效果最好, 与对照相比CO2排放量降低21.16%。随着施入生物炭量的增加, 生物炭对N2O排放的抑制作用不断增强, 处理C45对减排效果最好, 与对照相比N2O排放量降低86.25%。处理C15对土壤吸收CH4的促进效果最好, CH4吸收量增加56.62%; 处理C45对CH4的排放有促进作用, 使生长季土壤吸收CH4减少81.36%。SNPK对温室气体的减排作用接近处理C15。添加生物炭和秸秆还田对提高玉米产量和降低农田GWP与GHGI均有显著效果, 施用生物炭及秸秆还田均有效提高了科尔沁地区的玉米产量, 且玉米产量随着施入生物炭含量的增大而提升。从GWP上来看, 施用15 t∙hm-2生物炭对温室气体减排的整体效果最好。从GHGI上来看, 施用生物炭及秸秆还田均具有一定的经济效益和减排意义, 其中施用15 t∙hm-2生物炭的综合效益最高。……