稻麦作物呼吸作用与植株氮含量、生物量和温度的定量关系

摘要

陆地生态系统碳循环是全球变化研究的重要议题之一,准确估算植被的呼吸作用对于客观评价植被在陆地生态系统碳循环中的作用具有重要意义.为探讨作物生长、植株氮含量和环境温度对呼吸作用的综合影响,研究以盆栽为主并与大田试验相结合,基于逐步收割法和静态暗箱-气相色谱技术,于2002年和2003年冬小麦和水稻生长季原位测定了作物地上部分CO2排放速率,并同时测定了作物生物量、氮含量和环境温度.试验处理分为常规管理、不同氮肥水平、不同播种期和不同种植密度.研究结果表明:稻麦作物暗呼吸系数(Rd)不是常数,而是正比于植株氮(N)含量,两者的关系可用方程Rd=4.74N-1.45(R2=0.85,n=122,p＜0.001)来定量表述.用方程RD=(4.74N-1.45)×Q10(T-25)/10×W模拟的作物暗呼吸量(RD)与大田测定结果一致.用国际上著名的作物模拟模型估算的稻麦作物维持性呼吸与用此方程模拟的结果具有可比性,而采用陆地生态系统模型(TEN)估算的结果则远高于本项研究,TEM用于估算农业植被的呼吸作用可能是不适合的.