农业机械学报

作者：张忠学，薛里，李铁成，齐智娟，王忠波，周欣

单位：东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,

关键词：黑土区稻田;水氮耦合;净生态系统碳收支;净初级生产力

基金：国家重点研发计划项目（2022YFD2300303）

为探寻不同水氮耦合方式对黑土区稻田生态系统碳平衡的影响，于2022年开展田间试验，试验设置常规淹灌（F）和稻作控制灌溉（C）两种灌溉模式，同时设置常规施氮水平（N，110kg/hm2）、减氮10%水平（N1，99kg/hm2）、减氮20%水平（N2，88kg/hm2）3种施氮水平，分析不同水氮耦合方式对水稻各器官干物质量、碳含量、稻田土壤呼吸CO2排放通量和CH4排放通量及两者排放总量的影响，并采用净生态系统碳收支（NECB）评价体系对黑土区稻田生态系统碳源汇效应进行分析。结果表明：不同水氮耦合方式下，各处理水稻穗固碳量与根固碳量分别占其总固碳量的26.61%~40.92%、24.63%~31.95%。相同施氮量下，稻作控制灌溉相较于常规灌溉能提高水稻各器官碳含量、干物质量。在水稻全生育期内，各处理CH4排放通量呈现先增加后减小再增加的变化趋势，均在分蘖期与拔节孕穗期出现峰值；各处理土壤呼吸CO2排放通量呈现单峰变化，在分蘖期出现峰值。相同灌溉模式下，除返青期外，各处理CH4排放通量与土壤呼吸CO2排放通量均随施氮量的减少而降低。相同施氮量下，稻作控制灌溉与常规灌溉相比降低了土壤呼吸CO2排放通量及排放总量，但提高了CH4排放通量及排放总量。不同水氮耦合方式下，水稻净初级生产力为4245.82~6958.19kg/hm2，穗净初级生产力最高、凋落物净初级生产力最低，分别占其水稻净初级生产力的42.88%~51.82%、3.19%~3.90%。相同施氮量下，稻作控制灌溉模式各处理水稻净初级生产力均大于常规灌溉模式，其中CN、CN1、CN2各处理净初级生产力较FN、FN1、FN2各处理分别增加11.17%、31.92%、2.98%。此外，不同水氮耦合方式下NECB均为正值，表示该黑土区稻田生态系统为净碳“汇”，其中CN1处理净碳收支（1082.87kg/hm2）显著高于其他各处理（P＜0.05），这说明稻作控制灌溉模式下减氮10%处理的稻田生态系统碳“汇”强度最大。

来源：2023年第8期

《农业机械学报》期刊编辑部

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