农业机械学报

作者：于珍珍，邹华芬，于德水，汪春，李海亮，孙海天

单位：黑龙江八一农垦大学,中国热带农业科学院南亚热带作物研究所,华中科技大学,黑龙江八一农垦大学；中国热带农业科学院南亚热带作物研究所,中国热带农业科学院南亚热带作物研究所,黑龙江八一农垦大学；中国热带农业科学院南亚热带作物研究所,

关键词：加气灌溉;土壤呼吸速率;土壤环境;偏最小二乘回归;相关性

基金：海南省自然科学基金面上项目（322MS118）和海南省自然科学基金青年基金项目（322QN416、322QN375）

为探明加气灌溉技术对土壤呼吸速率的影响及调控机制，完善加气灌溉技术下土壤呼吸排放机理，以国家土壤质量湛江观测实验站为平台开展为期3年（2019—2021年）的定位试验，每年开展2次试验观测，研究加气灌溉（Aerated irrigation，AI）和不加气灌溉（CK）两种处理对土壤呼吸速率、土壤温度、含水率、含氧量、土壤细菌生物量及根系生物量的影响，采用偏最小二乘回归分析（Partial least square regression analysis，PLSR）方法建立两种处理下土壤呼吸速率与土壤温度、含水率、含氧量、土壤细菌生物量及根系生物量的回归方程，筛选出加气灌溉技术下影响土壤呼吸速率变化的主要土壤环境因子。研究结果表明，AI处理后土壤呼吸速率和土壤含氧量分别提高12.30%~20.54%和19.90%~25.70%，同时植株根系生物量和土壤细菌生物量分别提高15.30%~22.67%和35.10%~69.17%，土壤含水率降低3.36%~14.30%，不同处理对土壤温度影响不显著。回归拟合结果表明，两种处理下土壤呼吸速率与土壤温度、土壤含水率均呈二次多项式负相关关系，与土壤含氧量呈线性正相关，与根系生物量呈幂函数正相关，与土壤细菌生物量呈指数正相关。PLSR模型的变量重要性投影（Variable importance for projection，VIP）值表明土壤温度（VIP值为1.48）、土壤含氧量（VIP值为1.40）、根系生物量（VIP值为1.25）和细菌生物量（VIP值为1.09）是影响土壤呼吸速率变化的主要影响因子，加气灌溉技术可以通过改变土壤含氧量、根系生物量及细菌生物量对土壤呼吸速率产生驱动作用。研究结果可为完善加气灌溉下土壤呼吸速率变化响应机理、合理制定有效的土壤碳排放调控管理措施提供理论依据。

来源：2022年第12期

《农业机械学报》期刊编辑部

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