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氮肥施用和环境条件对土壤呼吸影响研究取得进展

2017-10-10 分享到：

　　氮输入对陆地生态系统中的碳循环会产生重大影响，土壤呼吸是陆地生态系统与大气碳交换的第二大通量，已经有很多研究报道了土壤呼吸对氮输入和环境因素改变的响应，但是这些研究结果存在很多争议，主要是由于土壤呼吸包括不同组分，主要是异养呼吸和自养呼吸，它们对外界因素改变的响应不同。因此阐明氮肥施用和环境因素对土壤呼吸不同组分的影响对于预测全球变化背景下土壤碳循环具有重要意义。

南京土壤研究所丁维新课题组以位于黑龙江省的中科院海伦站为基地，开展田间原位试验，利用国际通用的根排除法，测定了不同施肥方式下的土壤呼吸及其异养和自养组分。试验包含6个处理：不施氮肥（CK）、无机氮肥（NPK）、75%尿素氮加25%猪粪氮（PM1）或鸡粪氮（CM1）、50%尿素氮加50%猪粪氮（PM2）或鸡粪氮（CM2）。研究发现，自养呼吸对温度变化的响应比异养呼吸更敏感，相反，异养呼吸对水分变化的响应比自养呼吸更敏感。除CM2处理外，施肥显著提高土壤呼吸年累积量，这主要是由于硝态氮（而非铵态氮）供应的增加促进植物生长，进而刺激自养呼吸。施用氮肥对异养呼吸的促进作用只在PM1和PM2处理中达到显著水平，可能是由于这两个处理中的铵态氮（而非硝态氮）和活性有机碳浓度更高。有机肥种类和用量对土壤呼吸和自养呼吸均有显著影响，但是对异养呼吸的作用不显著。与鸡粪相比，猪粪具有更高的可分解性，因而对自养呼吸的促进作用更大。有机肥用量占比增加后，土壤呼吸和自养呼吸下降，即PM1>PM2、CM1>CM2，这可能是由于无机氮供应的降低。单施化肥不影响土壤碳平衡，但是有机肥处理，特别是PM2和CM2中，土壤固碳量显著增加，表明有机无机肥氮对半施用是东北地区黑土有机碳提升的有效举措。

上述研究结果发表在Soil Biology and Biochemistry上。

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　　土壤总呼吸（Rs）、异养呼吸（Rh）和自养呼吸（Ra）与

土壤铵态氮（NH4I）、硝态氮（NO3I）和活性有机碳（LOCI）供应强度的关系