E f f e c t s o f c u l t i v a t i o n y e a r s o n t h e g r e e n h o u s e g a s e m i s s i o n o f g r e e n h o u s e v e g e t a b l e s o i l s i n a B e i j i n g s u b u r b W A N G X u e x i a 1 Z H A N G L e i 2 Z H A N G W e i d o n g 3 N I X i a o h u i 1 W A N G J i a c h e n 1 C A O B i n g 1 L I U D o n g s h e n g 1 1 I n s t i t u t e o f P l a n t N u t r i t i o n a n d R e s o u r c e s B e i j i n g A g r i c u l t u r a l F o r e s t r y A c a d e m y B e i j i n g 1 0 0 0 9 7 C h i n a 2 C o l l e g e o f R e s o u r c e a n d E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e s H e b e i A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y B a o d i n g 0 7 1 0 0 0 C h i n a 3 S o i l F e r t i l i z e r S t a t i o n o f C h a n g p i n g D i s t r i c t B e i j i n g 1 0 2 2 0 0 C h i n a A b s t r a c t T h e r e s p o n s e t r e n d s f o r C O 2 N 2 O a n d C H 4 g r e e n h o u s e g a s e m i s s i o n s G H G s a n d f a c t o r s i n f l u e n c i n g t h e m i n g r e e n h o u s e v e g e t a b l e s o i l s f o l l o w i n g d i f f e r e n t n u m b e r s o f c u l t i v a t i o n y e a r s w e r e r e v e a l e d i n t h i s s t u d y O p e n v e g e t a b l e f i e l d s w e r e s e l e c t e d a s t h e c o n t r o l C K w h i l e n e a r b y g r e e n h o u s e v e g e t a b l e f i e l d s u n d e r c u l t i v a t i o n f o r 5 Y 5 1 0 Y 1 0 1 5 Y 1 5 a n d 2 0 y e a r s Y 2 0 u n d e r t h e s a m e m a n a g e m e n t s y s t e m w e r e s e l e c t e d f o r t h i s s t u d y G r e e n h o u s e g a s e m i s s i o n s i n t h e e x p e r i m e n t a l g r e e n h o u s e v e g e t a b l e s o i l s w e r e d e t e r m i n e d b y G H G s f l u x e s c o m b i n e d w i t h s o i l p h y s i c a l a n d c h e m i c a l p r o p e r t i e s e n z y m e a c t i v i t i e s a n d o t h e r e n v i r o n m e n t a l f a c t o r s T h e r e s u l t s s h o w e d d i f f e r e n t i a l r e s p o n s e s o f t h e t h r e e g r e e n h o u s e g a s e s a c c o r d i n g t o t h e c u l t i v a t i o n y e a r s o f v e g e t a b l e f i e l d s T h e e m i s s i o n f l u x e s a n d t o t a l e m i s s i o n s o f C O 2 a n d N 2 O i n c r e a s e d s i g n i f i c a n t l y P 0 0 5 w i t h t h e i n c r e a s i n g n u m b e r o f y e a r s i n c u l t i v a t i o n c o m p a r e d w i t h t h a t o f t h e C K w i t h N 2 O e m i s s i o n f l u x e s b e i n g m o r e a f f e c t e d b y y e a r s i n c u l t i v a t i o n w h e r e a s t h e e f f e c t o f c u l t i v a t i o n y e a r s o n C H 4 2 0 2 1 4 0 7 1 6 0 1 1 6 1 0 2 0 2 1 年 7 月 王 學(xué) 霞 張 磊 張 衛(wèi) 東 等 種 植 年 限 對(duì) 京 郊 設(shè) 施 菜 地 溫 室 氣 體 排 放 的 影 響 J 農(nóng) 業(yè) 環(huán) 境 科 學(xué) 學(xué) 報(bào) 2 0 2 1 4 0 7 1 6 0 1 1 6 1 0 W A N G X X Z H A N G L Z H A N G W D e t a l E f f e c t s o f c u l t i v a t i o n y e a r s o n t h e g r e e n h o u s e g a s e m i s s i o n o f g r e e n h o u s e v e g e t a b l e s o i l s i n a B e i j i n g s u b u r b J J o u r n a l o f A g r o E n v i r o n m e n t S c i e n c e 2 0 2 1 4 0 7 1 6 0 1 1 6 1 0 王 學(xué) 霞 1 張 磊 2 張 衛(wèi) 東 3 倪 小 會(huì) 1 王 甲 辰 1 曹 兵 1 劉 東 生 1 1 北 京 市 農(nóng) 林 科 學(xué) 院 植 物 營(yíng) 養(yǎng) 與 資 源 研 究 所 北 京 1 0 0 0 9 7 2 河 北 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 資 源 與 環(huán) 境 科 學(xué) 學(xué) 院 河 北 保 定 0 7 1 0 0 0 3 北 京 市 昌 平 區(qū) 土 肥 站 北 京 1 0 2 2 0 0 2 0 2 0 1 1 0 5 2 0 2 1 0 3 0 8 王 學(xué) 霞 1 9 8 2 女 山 東 淄 博 人 助 理 研 究 員 主 要 從 事 土 壤 溫 室 氣 體 排 放 研 究 E m a i l w x x 0 4 2 7 1 6 3 c o m 劉 東 生 E m a i l L L S L D S 1 6 3 c o m 北 京 市 農(nóng) 林 科 學(xué) 院 院 創(chuàng) 新 能 力 建 設(shè) 項(xiàng) 目 K J C X 2 0 1 9 0 4 0 1 K J C X 2 0 2 0 0 4 1 9 北 京 市 農(nóng) 林 科 學(xué) 院 青 年 基 金 項(xiàng) 目 Q N J J 2 0 1 9 0 7 P r o j e c t s u p p o r t e d I n n o v a t i o n C a p a c i t y B u i l d i n g P r o j e c t o f B e i j i n g A c a d e m y o f A g r i c u l t u r a l a n d F o r e s t r y S c i e n c e s K J C X 2 0 1 9 0 4 0 1 K J C X 2 0 2 0 0 4 1 9 Y o u t h F u n d o f B e i j i n g A c a d e m y o f A g r i c u l t u r e a n d F o r e s t r y S c i e n c e s Q N J J 2 0 1 9 0 7 為 揭 示 設(shè) 施 菜 地 C O 2 C H 4 和 N 2 O 3 種 溫 室 氣 體 排 放 對(duì) 種 植 年 限 的 響 應(yīng) 趨 勢(shì) 及 影 響 因 素 在 北 京 大 興 選 取 管 理 措 施 相 同 的 種 植 5 a 5 Y 1 0 a 1 0 Y 1 5 a 1 5 Y 2 0 a 2 0 Y 的 4 個(gè) 日 光 溫 室 和 棚 間 露 天 菜 地 C K 為 研 究 對(duì) 象 分 析 了 不 同 種 植 年 限 設(shè) 施 菜 地 土 壤 溫 室 氣 體 排 放 通 量 及 其 土 壤 理 化 性 質(zhì) 酶 活 性 等 因 子 變 化 結(jié) 果 表 明 設(shè) 施 菜 地 3 種 溫 室 氣 體 對(duì) 種 植 年 限 的 響 應(yīng) 有 所 差 異 C O 2 N 2 O 排 放 通 量 與 排 放 總 量 均 表 現(xiàn) 為 隨 種 植 年 限 增 加 而 逐 漸 增 加 與 C K 相 比 種 植 年 限 顯 著 增 加 C O 2 N 2 O 排 放 通 量 和 總 量 P 0 0 5 且 N 2 O 排 放 通 量 受 種 植 年 限 的 影 響 更 明 顯 種 植 年 限 對(duì) C H 4 排 放 通 量 有 一 定 促 進(jìn) 作 用 但 影 響 不 顯 著 種 植 年 限 顯 著 增 加 了 設(shè) 施 菜 地 溫 室 氣 體 的 增 溫 潛 勢(shì) G W P 和 排 放 強(qiáng) 度 G H G I P 0 0 5 且 N 2 O 對(duì) G W P 貢 獻(xiàn) 率 也 呈 現(xiàn) 出 隨 種 植 年 限 增 加 而 增 加 的 趨 勢(shì) 冗 余 分 析 發(fā) 現(xiàn) 土 壤 有 機(jī) 碳 S O C 和 N O 3 N 含 量 1 4 N 乙 酰 基 氨 基 葡 萄 糖 苷 酶 N A G 和 硝 酸 還 原 酶 N R A 活 性 及 土 壤 p H 是 影 響 設(shè) 施菜 地土 壤溫 室氣 體排 放的 關(guān)鍵 因子 設(shè)施 菜地 長(zhǎng)期 種植 通過(guò) 增加 土壤 S O C N O 3 N 含量 提高 N A G N R A 酶活 性及 降低 土壤 p H 而 促 進(jìn) 了 設(shè) 施 土 壤 C O 2 N 2 O 排 放 研 究 表 明 隨 種 植 年 限 增 加 設(shè) 施 菜 地 溫 室 氣 體 排 放 通 量 總 量 G W P G H G I 均 逐 漸 增 加 因 而 采 取 合 理 措 施 適 度 降 低 土 壤 N O 3 N 含 量 和 提 高 土 壤 p H 有 助 于 長(zhǎng) 期 種 植 設(shè) 施 土 壤 溫 室 氣 體 減 排 種 植 年 限 設(shè) 施 土 壤 C O 2 排 放 N 2 O 排 放 增 溫 潛 勢(shì) 排 放 強(qiáng) 度 S 6 2 6 S 1 5 4 1 A 1 6 7 2 2 0 4 3 2 0 2 1 0 7 1 6 0 1 1 0 d o i 1 0 1 1 6 5 4 j a e s 2 0 2 0 1 2 7 6 開(kāi) 放 科 學(xué) O S I D J o u r n a l o f A g r o E n v i r o n m e n t S c i e n c e 4 0 7 C O 2 C H 4 和 N 2 O 作 為 3 種 主 要 的 溫 室 氣 體 G r e e n h o u s e g a s G H G 其 排 放 量 的 日 益 增 加 成 為 全 球 氣 候 變 暖 的 重 要 驅(qū) 動(dòng) 力 之 一 1 農(nóng) 田 生 態(tài) 系 統(tǒng) 作 為 陸 地 生 態(tài) 系 統(tǒng) 的 重 要 組 成 部 分 該 系 統(tǒng) 中 C O 2 N 2 O 和 C H 4 排 放 分 別 占 到 了 人 為 溫 室 氣 體 排 放 量 的 2 3 6 0 和 5 0 占 到 全 球 溫 室 氣 體 排 放 總 量 的 2 1 3 7 農(nóng) 田 土 壤 成 為 最 主 要 的 排 放 源 之 一 2 3 隨 著 我 國(guó) 蔬 菜 需 求 量 的 剛 性 增 長(zhǎng) 城 郊 區(qū) 的 糧 田 逐 漸 轉(zhuǎn) 換 為 設(shè) 施 蔬 菜 產(chǎn) 地 這 導(dǎo) 致 我 國(guó) 設(shè) 施 蔬 菜 種 植 面 積 逐 年 增 加 到 2 0 1 8 年 設(shè) 施 菜 地 面 積 達(dá) 4 0 0 萬(wàn) h m 2 占 蔬 菜 種 植 面 積 的 1 9 1 2 0 1 9 年 國(guó) 家 統(tǒng) 計(jì) 局 網(wǎng) 成 為 我 國(guó) 農(nóng) 業(yè) 生 態(tài) 系 統(tǒng) 主 要 組 成 部 分 其 溫 室 氣 體 排 放 動(dòng) 態(tài) 對(duì) 全 球 氣 候 變 化 具 有 重 要 影 響 目 前 關(guān) 于 設(shè) 施 菜 田 土 壤 溫 室 氣 體 排 放 研 究 主 要 側(cè) 重 于 其 對(duì) 水 肥 管 理 措 施 變 化 的 響 應(yīng) 4 7 眾 多 研 究 均 證 實(shí) 合 理 水 肥 管 理 可 有 效 提 高 作 物 養(yǎng) 分 利 用 率 而 減 少 設(shè) 施 土 壤 養(yǎng) 分 累 積 4 6 8 且 可 以 改 善 微 生 物 群 落 組 成 7 進(jìn) 而 減 少 土 壤 溫 室 氣 體 排 放 在 實(shí) 際 生 產(chǎn) 中 我 國(guó) 設(shè) 施 菜 田 長(zhǎng) 時(shí) 間 連 續(xù) 種 植 且 種 植 中 長(zhǎng) 期 不 合 理 的 水 肥 投 入 和 管 理 導(dǎo) 致 其 成 為 我 國(guó) 農(nóng) 業(yè) 溫 室 氣 體 排 放 的 重 要 排 放 源 隨 種 植 年 限 增 加 設(shè) 施 系 統(tǒng) 凸 現(xiàn) 出 土 壤 酸 化 次 生 鹽 漬 化 硝 酸 鹽 盈 余 重 金 屬 積 累 9 1 1 及 微 生 物 多 樣 性 降 低 連 作 障 礙 等 1 2 1 3 一 系 列 生 態(tài) 環(huán) 境 問(wèn) 題 且 這 些 方 面 均 已 引 起 國(guó) 內(nèi) 外 學(xué) 者 的 廣 泛 關(guān) 注 和 報(bào) 道 但 涉 及 到 不 同 種 植 年 限 溫 室 中 土 壤 溫 室 氣 體 排 放 以 及 其 影 響 因 素 的 研 究 還 較 為 缺 乏 當(dāng) 前 關(guān) 于 種 植 年 限 對(duì) 設(shè) 施 土 壤 溫 室 氣 體 排 放 的 影 響 多 集 中 在 單 個(gè) 年 限 且 大 多 針 對(duì) N 2 O 排 放 研 究 5 1 4 1 6 導(dǎo) 致 目 前 對(duì) 我 國(guó) 設(shè) 施 菜 田 土 壤 溫 室 氣 體 排 放 總 體 認(rèn) 識(shí) 不 足 眾 多 研 究 證 實(shí) 不 同 種 植 年 限 設(shè) 施 土 壤 p H 和 有 機(jī) 質(zhì) N H 4 N N O 3 N 含 量 等 土 壤 理 化 性 質(zhì) 4 9 1 0 1 4 以 及 土 壤 酶 活 性 和 微 生 物 組 成 1 2 1 7 等 差 異 較 大 這 些 因 素 改 變 可 直 接 或 者 間 接 影 響 土 壤 溫 室 氣 體 的 產(chǎn) 生 進(jìn) 而 造 成 不 同 種 植 年 限 設(shè) 施 菜 地 溫 室 氣 體 排 放 的 差 異 因 而 了 解 設(shè) 施 菜 地 土 壤 溫 室 氣 體 排 放 規(guī) 律 及 影 響 因 素 對(duì) 科 學(xué) 指 導(dǎo) 設(shè) 施 菜 田 溫 室 氣 體 減 排 意 義 重 大 北 京 作 為 都 市 農(nóng) 業(yè) 的 典 范 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 是 北 京 的 主 體 農(nóng) 業(yè) 其 設(shè) 施 蔬 菜 也 同 樣 有 不 同 種 植 年 限 鑒 于 此 本 研 究 在 京 郊 選 取 種 植 年 限 為 5 1 0 1 5 2 0 a 的 日 光 溫 室 為 研 究 對(duì) 象 同 步 原 位 測(cè) 定 C O 2 N 2 O 和 C H 4 3 種 溫 室 氣 體 排 放 通 量 同 時(shí) 分 析 相 關(guān) 環(huán) 境 因 子 土 壤 理 化 性 質(zhì) 酶 活 性 變 化 以 期 揭 示 不 同 種 植 年 限 日 光 溫 室 土 壤 溫 室 氣 體 排 放 特 征 以 及 其 影 響 因 素 結(jié) 合 溫 室 氣 體 排 放 總 量 綜 合 增 溫 潛 勢(shì) 排 放 強(qiáng) 度 結(jié) 果 對(duì) 溫 室 氣 體 排 放 總 體 狀 態(tài) 加 以 評(píng) 價(jià) 以 便 為 綜 合 評(píng) 價(jià) 種 植 年 限 對(duì) 設(shè) 施 菜 地 土 壤 生 態(tài) 系 統(tǒng) 的 影 響 提 供 數(shù) 據(jù) 支 撐 也 為 該 地 區(qū) 日 光 溫 室 的 科 學(xué) 管 理 以 及 設(shè) 施 菜 田 溫 室 氣 體 減 排 提 供 相 關(guān) 的 理 論 依 據(jù) 1 1 1 試 驗(yàn) 樣 地 選 擇 在 北 京 大 興 區(qū) 農(nóng) 業(yè) 技 術(shù) 示 范 站 3 9 3 9 4 7 N 1 1 6 3 3 4 0 E 該 地 域 屬 大 陸 性 季 風(fēng) 氣 候 年 均 降 水 量 4 7 7 2 m m 年 平 均 氣 溫 8 年 日 照 2 8 0 0 h 供 試 土 壤 為 褐 土 1 2 1 2 1 試 驗(yàn) 設(shè) 置 以 溫 室 棚 間 菜 地 為 對(duì) 照 C K 種 植 作 物 5 a Y 5 1 0 a Y 1 0 1 5 a Y 1 5 2 0 a Y 2 0 的 溫 室 長(zhǎng) 8 0 m 寬 8 m 各 1 個(gè) 每 個(gè) 溫 棚 的 土 壤 質(zhì) 地 和 管 理 措 施 一 致 4 個(gè) 溫 棚 的 種 植 模 式 一 致 均 為 春 夏 茬 種 植 番 茄 秋 冬 茬 種 植 油 麥 菜 和 菠 菜 設(shè) 施 菜 地 施 肥 方 式 均 為 有 機(jī) 無(wú) 機(jī) 配 施 模 式 基 肥 兼 施 有 機(jī) 肥 化 肥 主 要 施 用 氮 磷 鉀 復(fù) 合 肥 和 水 溶 肥 灌 溉 方 式 為 滴 灌 4 個(gè) 溫 棚 肥 料 用 量 如 下 氮 磷 鉀 復(fù) 合 肥 7 5 0 k g h m 2 N P 2 O 5 K 2 O 1 5 1 5 1 5 N 主 要 形 式 是 尿 素 態(tài) 氮 和 少 部 e m i s s i o n w a s n o t s i g n i f i c a n t T h e g r e e n h o u s e g a s w a r m i n g p o t e n t i a l G W P a n d e m i s s i o n i n t e n s i t y G H G I o f g r e e n h o u s e v e g e t a b l e s o i l s s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e d P 0 0 5 w i t h a n i n c r e a s i n g n u m b e r o f y e a r s i n c u l t i v a t i o n a n d t h e c o n t r i b u t i o n r a t e o f N 2 O t o G W P a l s o i n c r e a s e d w i t h y e a r s i n c u l t i v a t i o n R e d u n d a n c y a n a l y s i s R D A s h o w e d t h a t s o i l o r g a n i c c a r b o n S O C N O 3 N c o n t e n t 1 4 N a c e t y l g l u c o s a m i n i d a s e N A G n i t r a t e r e d u c t a s e N R A a n d p H w e r e t h e k e y f a c t o r s t o i n f l u e n c e t h e G H G s o f g r e e n h o u s e v e g e t a b l e f i e l d s T h e r e f o r e l o n g t e r m c u l t i v a t i o n o f g r e e n h o u s e v e g e t a b l e s p r o m o t e d t h e e m i s s i o n o f C O 2 a n d N 2 O b y i n c r e a s i n g t h e c o n t e n t o f S O C a n d N O 3 N i n s o i l i m p r o v i n g t h e a c t i v i t i e s o f N A G a n d N R A a n d r e d u c i n g s o i l p H I n c o n c l u s i o n e m i s s i o n f l u x e s t o t a l e m i s s i o n s G W P a n d G H G I g r a d u a l l y i n c r e a s e w i t h t h e i n c r e a s e i n y e a r s i n c u l t i v a t i o n T h e r e f o r e r e a s o n a b l e m e a s u r e s s h o u l d b e t a k e n t o r e d u c e N O 3 N c o n t e n t a n d i n c r e a s e i n s o i l p H w h i c h m a y c o n t r i b u t e t o d e c r e a s e d G H G s i n l o n g t e r m c u l t i v a t i o n o f g r e e n h o u s e v e g e t a b l e s o i l s K e y w o r d s c u l t i v a t i o n y e a r s g r e e n h o u s e s o i l C O 2 e m i s s i o n f l u x e s N 2 O e m i s s i o n f l u x e s w a r m i n g p o t e n t i a l e m i s s i o n i n t e n s i t y 1 6 0 2王 學(xué) 霞 等 種 植 年 限 對(duì) 京 郊 設(shè) 施 菜 地 溫 室 氣 體 排 放 的 影 響 2 0 2 1 7 w w w a e s o r g c n 分 銨 態(tài) 氮 有 機(jī) 肥 3 1 0 4 k g h m 2 在 番 茄 定 植 后 的 第 4 2 6 0 d 和 8 3 d 分 3 次 追 施 水 溶 肥 3 0 0 k g h m 2 N P 2 O 5 K 2 O 3 0 1 0 1 0 N 主 要 形 態(tài) 是 銨 態(tài) 氮 及 少 部 分 硝 態(tài) 氮 棚 間 按 照 露 天 蔬 菜 種 植 管 理 基 肥 施 用 復(fù) 合 肥 7 5 0 k g h m 2 N P 2 O 5 K 2 O 1 5 1 5 1 5 有 機(jī) 肥 3 1 0 4 k g h m 2 分 3 次 追 施 水 溶 肥 1 5 0 k g h m 2 N P 2 O 5 K 2 O 3 0 1 0 1 0 溫 室 近 5 a 在 8 月 中 旬 進(jìn) 行 1 5 d 悶 棚 處 理 供 試 樣 地 2 0 1 8 年 均 種 植 番 茄 春 夏 茬 定 植 時(shí)間為 4 月 1 0 日 種植時(shí)間與施肥方式均保持一致 1 2 2 土 壤 溫 室 氣 體 取 樣 與 測(cè) 定 采 用 常 規(guī) 靜 態(tài) 箱 法 氣 相 色 譜 法 于 番 茄 定 植 后 進(jìn) 行 設(shè) 施 菜 地 C O 2 C H 4 和 N 2 O 排 放 通 量 測(cè) 定 測(cè) 定 時(shí) 間 均 為 上 午 9 0 0 1 1 0 0 基 肥 后 1 2 d 內(nèi) 每 3 d 取 樣 1 次 追 肥 后 每 2 d 取 樣 1 次 連 續(xù) 取 3 次 其 余 時(shí) 段 1 2 d 取 樣 測(cè) 定 1 次 每 個(gè) 溫 棚 和 對(duì) 照 樣 地 均 選 擇 5 個(gè) 5 m 5 m 樣 地 作 為 5 個(gè) 重 復(fù) 靜 態(tài) 箱 采 用 不 透 明 的 P V C 板 制 作 其 規(guī) 格 為 內(nèi) 徑 3 2 0 m m 高 2 0 0 m m 測(cè) 定 前 2 4 h 將 水 槽 底 座 插 入 土 壤 中 5 c m 取 樣 時(shí) 將 其 置 于 水 槽 底 座 中 形 成 密 閉 空 間 分 別 在 0 5 1 5 3 0 m i n 后 用 密 封 氣 瓶 收 集 箱 內(nèi) 氣 體 使 用 氣 相 色 譜 儀 H P 6 8 9 0 N A g i l e n t 公 司 測(cè) 定 溫 室 氣 體 濃 度 C O 2 和 C H 4 濃 度 采 用 氫 火 焰 離 子 檢 測(cè) 器 F I D 測(cè) 定 溫 度 為 2 0 0 色 譜 柱 為 P o r p a k Q 填 充 柱 柱 溫 7 0 N 2 O 濃 度 采 用 電 子 捕 獲 檢 測(cè) 器 E C D 測(cè) 定 溫 度 為 3 3 0 色 譜 柱 為 P o r p a k Q 填 充 柱 柱 溫 7 0 溫 室 氣 體 排 放 通 量 F 的 計(jì) 算 公 式 為 F V A C t 2 7 3 2 7 3 T 1 式 中 F 表 示 C O 2 排 放 通 量 m g m 2 h 1 或 N 2 O C H 4 排 放 通 量 g m 2 h 1 表 示 標(biāo) 準(zhǔn) 狀 態(tài) 下 C O 2 C H 4 和 N 2 O 的 密 度 m g c m 3 V 為 采 樣 箱 體 積 m 3 A 為 采 樣 底 座 內(nèi) 土 壤 表 面 積 m 2 C t 表 示 氣 體 的 排 放 速 率 L L 1 h 1 T 為 采 樣 箱 內(nèi) 溫 度 溫 室 氣 體 排 放 總 量 計(jì) 算 用 生 長(zhǎng) 季 觀 測(cè) 數(shù) 據(jù) 對(duì) 番 茄 生 長(zhǎng) 季 溫 室 氣 體 排 放 總 量 進(jìn) 行 估 算 公 式 為 M F i 1 F i 2 t i 1 t i 2 4 2 式 中 為 溫 室 氣 體 累 積 通 量 k g h m 2 F i 和 F i 1 分 別 為 第 i 次 和 第 i 1 次 取 樣 氣 體 通 量 m g m 2 h 1 或 g m 2 h 1 t i 和 t i 1 分 別 為 第 i 次 和 第 i 1 次 取 樣 日 期 綜 合 溫 室 效 應(yīng) G l o b a l w a r m i n g p o t e n t i a l G W P 表 示 不 同 溫 室 氣 體 排 放 的 綜 合 指 標(biāo) 一 般 以 C O 2 為 標(biāo) 準(zhǔn) 用 C O 2 當(dāng) 量 C O 2 e 表 示 計(jì) 算 公 式 為 G W P C O 2 2 5 R C H 4 2 9 8 R N O 2 3 式 中 G W P 為 作 物 生 長(zhǎng) 季 溫 室 氣 體 的 綜 合 溫 室 效 應(yīng) k g C O 2 e h m 2 R C H 4 和 R N 2 O 分 別 為 生 長(zhǎng) 季 C H 4 和 N 2 O 的 排 放 總 量 k g h m 2 溫 室 氣 體 排 放 強(qiáng) 度 G r e e n h o u s e g a s i n t e n s i t y G H G I 是 單 位 產(chǎn) 量 的 全 球 增 溫 潛 勢(shì) 其 計(jì) 算 公 式 為 G H G I G W P Y 4 式 中 G H G I 為 溫 室 氣 體 排 放 強(qiáng) 度 k g C O 2 e k g 1 Y 為 番 茄 產(chǎn) 量 k g h m 2 1 2 3 土 壤 取 樣 與 測(cè) 定 土 樣 取 樣 于 番 茄 定 植 后 3 5 d 0 3 7 d 生 長(zhǎng) 初 期 即 底 肥 期 7 0 d 3 8 8 0 d 生 長(zhǎng) 中 期 第 1 次 和 第 2 次 追 肥 1 0 5 d 8 1 1 0 5 d 生 長(zhǎng) 末 期 第 3 次 追 肥 取 樣 每 個(gè) 溫 室 在 5 個(gè) 小 區(qū) 隨 機(jī) 取 樣 用 直 徑 3 0 c m 土 鉆 取 0 3 0 c m 土 壤 每 個(gè) 小 區(qū) 取 1 0 鉆 充 分 混 勻 后 作 為 1 個(gè) 樣 品 土 壤 樣 品 一 部 分 風(fēng) 干 用 于 土 壤 理 化 性 狀 分 析 一部分在 4 冰箱保存用于土壤酶活性分析 土 壤 理 化 性 質(zhì) 測(cè) 定 土 壤 溫 度 采 用 溫 度 記 錄 儀 T P J 2 1 G 浙 江 托 普 云 農(nóng) 科 技 股 份 有 限 公 司 測(cè) 定 土 壤 含 水 量 采 用 質(zhì) 量 法 測(cè) 定 電 導(dǎo) 率 E C 用 電 導(dǎo) 儀 測(cè) 定 水 土 比 5 1 土 壤 p H 利 用 酸 度 計(jì) 水 土 比 2 5 1 測(cè) 定 土 壤 總 氮 T N 和 有 機(jī) 碳 S O C 采 用 元 素 分 析 儀 V a r i o E I E l e m e n t a r 德 國(guó) 測(cè) 定 N H 4 N 和 N O 3 N 含 量 采 用 流 動(dòng) 分 析 儀 A A 3 B r a n L u e b b e 德 國(guó) 檢 測(cè) 分 析 土 壤 酶 活 性 分 析 葡 糖 苷 酶 a l p h a g l u c o s i d a s e A G 葡 糖 苷 酶 b e t a g l u c o s i d a s e B G 纖 維 二 糖 水 解 酶 c e l l o b i o s i d a s e C B H 1 4 N 乙 酰 基 氨 基 葡 萄 糖 苷 酶 1 4 N a c e t y l g l u c o s a m i n i d a s e N A G 和 1 4 木 糖 苷 酶 1 4 x y l o s i d a s e X 活 性 采 用 微 孔 板 熒 光 法 測(cè) 定 原 理 是 利 用 底 物 與 酶 水 解 釋 放 4 甲 基 傘 形 酮 酰 4 m e t h y l u m b e l l i f e r y l 4 M U B 進(jìn) 行 熒 光 檢 測(cè) 具 體 步 驟 為 1 土 壤 均 質(zhì) 樣 品 懸 濁 液 制 備 2 在 9 6 孔 微 孔 板 中 分 別 在 樣 品 空 白 陰 性 對(duì) 照 淬 火 標(biāo) 準(zhǔn) 和 參 考 標(biāo) 準(zhǔn) 微 孔 中 加 入 對(duì) 應(yīng) 的 物 質(zhì) 和 底 物 1 8 1 9 3 微 孔 板 于 2 5 黑 暗 條 件 下 孵 育 4 h 然 后 在 每 孔 中 加 入 1 0 L 0 5 m o l L 1 的 N a O H 結(jié) 束 反 應(yīng) 反 應(yīng) 1 m i n 后 用 酶 標(biāo) 儀 測(cè) 定 熒 光 值 4 M U B 的 熒 光 激 發(fā) 光 和 檢 測(cè) 光 波 長(zhǎng) 分 別 在 3 6 5 n m 和 4 5 0 n m 處 1 8 1 9 4 土 壤 酶 活 性 計(jì) 算 土 壤 脲 酶 U r e a s e U R 活 性 采 用 靛 酚 藍(lán) 比 色 法 測(cè) 定 硝 酸 還 原 酶 N i t r a t e r e d u c t a s e N R A 與 亞 硝 酸 還 原 酶 N i t r o u s r e d u c t a s e N R 采 用 試 劑 盒 南 京 建 成 生 物 工 程 研 究 1 6 0 3 4 0 7 所 檢 測(cè) 1 3 利 用 S P S S 2 2 0 軟 件 對(duì) 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 統(tǒng) 計(jì) 分 析 運(yùn) 用 單 因 素 方 差 分 析 比 較 不 同 種 植 年 限 3 種 溫 室 氣 體 排 放 通 量 總 量 土 壤 理 化 性 質(zhì) 酶 活 性 等 差 異 差 異 顯 著 性 水 平 為 0 0 5 文 中 數(shù) 據(jù) 均 為 平 均 數(shù) 標(biāo) 準(zhǔn) 誤 采 用 O r i g i n 2 0 2 0 作 圖 運(yùn) 用 C A N O C A 5 0 進(jìn) 行 環(huán) 境 因 子 與 溫 室 氣 體 排 放 通 量 之 間 的 冗 余 分 析 R e d u n d a n c y a n a l y s i s R D A 2 2 1 隨 種 植 年 限 的 增 加 土 壤 p H 逐 漸 降 低 表 1 與 C K 相 比 Y 2 0 菜 地 顯 著 降 低 了 0 3 1 個(gè) 單 位 P 0 0 5 而 土 壤 E C 表 現(xiàn) 出 相 反 趨 勢(shì) 與 C K 相 比 各 處 理 E C 值 均 顯 著 增 加 P 0 0 5 隨 種 植 年 限 的 增 加 土 壤 溫 度 含 水 量 有 機(jī) 碳 N O 3 N 和 全 氮 含 量 逐 漸 增 加 N H 4 N 含 量 變 化 不 顯 著 與 C K 相 比 各 處 理 均 顯 著 增 加 了 土 壤 溫 度 含 水 量 有 機(jī) 碳 與 N O 3 N 含 量 P 0 0 5 因 此 種 植 年 限 改 變 了 土 壤 物 理 性 質(zhì) 同 時(shí) 促 進(jìn) 土 壤 養(yǎng) 分 的 積 累 種 植 年 限 顯 著 增 加 了 設(shè) 施 菜 地 8 種 酶 的 活 性 P 0 0 5 但 不 同 酶 活 性 對(duì) 種 植 年 限 的 響 應(yīng) 趨 勢(shì) 不 同 表 2 Y 1 5 菜 地 A G 顯 著 高 于 Y 5 P 0 0 5 而 與 Y 1 0 Y 2 0 相 比 差 異 不 顯 著 Y 2 0 菜 地 B G 顯 著 高 于 Y 5 P 0 0 5 與 Y 1 0 Y 1 5 相 比 差 異 不 顯 著 不 同 種 植 年 限 間 C B H 與 X 差 異 不 顯 著 Y 2 0 與 Y 1 5 菜 地 N A G 顯 著 高 于 Y 5 P 0 0 5 與 Y 1 0 相 比 差 異 不 顯 著 U R N R A N R 活 性 均 隨 種 植 年 限 增 加 呈 增 加 趨 勢(shì) 其 中 U R 不 同 種 植 年 限 之 間 差 異 不 顯 著 Y 2 0 菜 地 N R A 顯 著 高 于 Y 5 Y 1 0 P 0 0 5 Y 1 5 菜 地 顯 著 高 于 Y 5 P 0 0 5 Y 2 0 與 Y 1 5 菜 地 N R 顯 著 高 于 Y 5 P 0 0 5 2 2 不 同 種 植 年 限 設(shè) 施 番 茄 土 壤 溫 室 氣 體 排 放 通 量 動(dòng) 態(tài) 變 化 如 圖 1 所 示 設(shè) 施 土 壤 C O 2 排 放 通 量 為 7 5 2 3 3 6 8 6 7 m g m 2 h 1 排 放 峰 值 分 別 出 現(xiàn) 為 基 肥 后 的 1 0 1 2 d 和 追 肥 后 的 4 7 d 其 峰 值 有 隨 種 植 年 限 增 加 而 增 加 的 趨 勢(shì) 番 茄 生 長(zhǎng) 季 C O 2 排 放 通