翻耕扰动下喀斯特耕地N2O排放规律及影响因素

摘要

农田土壤N2O排放是重要温室气体排放源，也是土壤氮素的重要损失途径。以往研究发现，耕作导致喀斯特地区土壤总氮快速损失，但翻耕扰动对N2O排放的影响及其作用机制尚不清晰。本研究采用原位控制实验，设置不同频率翻耕处理：分别隔6个月（T1）、4个月（T2）、2个月（T3）、1个月（T4）翻耕一次，以免耕为对照，探讨不同翻耕频率下土壤N2O排放规律及其影响因素。结果表明：相比免耕，较高频翻耕（T2、T3和T4）显著降低N2O年累积排放量；N2O排放量在夏季最高，冬季最低。各处理N2O累积排放量随土壤温度升高呈指数增长，与土壤含水量呈二次方程关系。团聚体（＞2 mm和0.25～2 mm）、总氮、NO3-及微生物生物量碳（Microbial Biomass Carbon,MBC）均与N2O年累积排放量有显著相关关系。多元逐步回归表明，MBC对土壤N2O排放变化有较大的解释度（40.7%）。结构方程模型（Structural Equation Model,SEM）显示，翻耕扰动主要通过调控土壤MBC进而影响N2O年累积排放量。本研究表明土壤MBC是翻耕作用下影响N2O排放的主导因素。