长期保护性耕作对半干旱区黄绵土碳固存和碳排放的影响及机制
批准号:
31660373
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
43.0 万元
负责人:
李玲玲
依托单位:
学科分类:
耕作学
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
牛伊宁、谢军红、李林芝、李军贤、Eunice Essel、任金虎、张明君
中文摘要
土壤碳固存是粮食安全和气候变化之间的桥梁和纽带。有研究表明适宜的保护性耕作技术不仅保持水土、提高产量,还可固碳减排。但保护性耕作对半干旱区黄绵土碳固存与排放的影响尚不清楚,机理更是未知。为此,本研究拟借助2001年在黄土高原半干旱区建立的不同耕作措施(传统耕作、免耕秸秆覆盖、免耕、传统耕作秸秆翻埋)长期定位试验,采用大田试验、室内分析、多元分析相结合的方法,通过对历年保存土样和本项目执行期土壤有机、无机碳的分析和CO2排放监测,结合历年作物、土壤方面的数据,研究(1)长期不同耕作措施下黄绵土碳固存的演变规律;(2)黄绵土碳排放对耕作措施的响应特征;(3)不同耕作措施影响黄绵土碳固存与排放的的土壤物理保护机制、土壤化学机制和土壤生物学机制。以期明确长期保护性耕作措施对半干旱区黄绵土碳固存和碳排放的影响及其主要机制,为该区保护性耕作的推广应用和气候变化背景下土壤耕作和作物生产决策提供理论依据。
英文摘要
Soil C sequestration is a bridge across food security and climate change. Previous research showed that proper conservation tillage does not only conserve soil water and improve productivity; it can also sequestrate C and reduce C emission from soil. However, conservation tillage effects on Loess soil’s C sequestration and emission is unknown, and its underlining mechanisms remain a mystery. .In this context, on a long-term field experiment under different tillage practices (conventional tillage, no-tillage with stubble retention, no-tillage, conventional tillage with stubble incorporated) which commenced in 2001 in semiarid areas on the Loess Plateau, the integrated methods of field experiment, lab analysis and multivariate analysis will be used to analyze soil organic C and inorganic C of historical soil samples and fresh soil samples within this project and monitor CO2 emission from soil..This study integrates historical soil and crop data from the long-term experiment to explore (1) evolution of soil C sequestration responses to long-term different tillage practices, (2) quantify CO2 emission responses to long-term different tillage practices, and (3) determined physical, chemical and biological mechanisms of long-term conservation tillage practices effects on C sequestration and emission. The study aimed to ascertain the main mechanisms of long-term conservation tillage effects on C sequestration and CO2 emission of Loess soils in semiarid areas on the Loess Plateau, and thereby provides theoretical bases for the extension and adoption of conservation tillage in the research area and helps in decision-making on soil tillage and crop production under changing climate.
土壤是地球最大的陆地C库,增加土壤碳固存、扩大土壤碳库,减少土壤CO2排放不仅可以缓和当前大气CO2浓度的不断增加,也可以提高土壤质量、提高土壤的抗蚀能力、生产力水平及生态系统服务功能,改善生活环境。因此,在全球尺度上,土壤碳固存是联系粮食安全和气候变化的纽带和桥梁。保护性耕作通过改变影响土壤碳固存与排放的土壤物理性质、化学性质和生物学性质作用于土壤碳库,固碳减排。本研究拟依托课题组于2001年起在黄土高原西部半干旱雨养农业区建立的不同耕作措施的长期定位试验,研究了半干旱区黄绵土碳固存对长期不同耕作措施的响应及其随时间的演变动态、黄土高原半干旱区黄绵土碳排放对长期不同耕作措施的响应特征,探讨了长期保护性耕作对半干旱区黄绵土碳固存与碳排放的影响及机制。研究表明,在陇中黄土高原半干旱雨养农业区,采取免耕秸秆覆盖的保护性耕作措施能够改良土壤物理性状、增加作物产量,增加土壤碳固存,减少碳排放。与传统耕作相比较,作物碳固存增加24-27%,作物生长季土壤碳排放量减少21-33%,提高碳排放效率也显著提高,是该区实现作物增产、土壤碳增汇减排的最合理的耕作措施。
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Evaluation of bacterial and fungal diversity in a long-term spring wheat - field pea rotation field under different tillage practices
不同耕作方式下春小麦-豌豆长期轮作田细菌和真菌多样性评价
DOI:
10.1139/cjss-2017-0155
发表时间:
2018-12-01
期刊:
CANADIAN JOURNAL OF SOIL SCIENCE
影响因子:
1.7
作者:
[Essel, Eunice, Li, Lingling, Cai, Liqun]
通讯作者:
Cai, Liqun
The carbon – microbiome – tillage nexus of cleaner production --- A case of 19-year field study
清洁生产的碳—微生物—耕作关系——19年田间研究案例
DOI:
--
发表时间:
--
期刊:
Journal of Cleaner Production
影响因子:
11.1
作者:
[Chang Liu, Lingling Li, Junhong Xie, Renzhi Zhang, Zhuzhu Luo, Liqun Cai]
通讯作者:
Liqun Cai
Conservation Tillage Increases Water Use Efficiency of Spring Wheat by Optimizing Water Transfer in a Semi-Arid Environment
半干旱环境下保护性耕作通过优化输水提高春小麦水分利用效率
DOI:
10.3390/agronomy9100583
发表时间:
2019-09
期刊:
Agronomy
影响因子:
--
作者:
[Zhengkai Peng, Linlin Wang, Junhong Xie, Lingling Li, Jeffrey A. Coulter, Renzhi Zhang, Zhuzhu Luo, Jana Kholova, Sunita Choudhary]
通讯作者:
Sunita Choudhary
DOI:
10.11674/zwyf.19279
发表时间:
2020
期刊:
植物营养与肥料学报
影响因子:
--
作者:
[郭喜军, 谢军红, 李玲玲, 王嘉男, 康彩睿, 彭正凯, 王进斌, Setorkwami Fudjoe, 王林林]
通讯作者:
王林林
DOI:
10.1139/cjss-2017-0155
发表时间:
2018
期刊:
Canadian Journal of Soil Science
影响因子:
作者:
[Eunice Essel, Lingling Li, Chaochao Deng, Junhong Xie, Renzhi Zhang, Zhuzhu Luo, Liqun Cai]
通讯作者:
Liqun Cai
共 28 条
基于13C NMR的黄土高原半干旱区土壤有机碳稳定性对长期保护性耕作的响应机制
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批准号:32572472
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.00万元
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批准年份:2025
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负责人:李玲玲
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依托单位:
黄土高原半干旱区长期免耕和秸秆还田影响土壤N2O排放的微生物作用机制
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批准号:32260549
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:34万元
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批准年份:2022
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负责人:李玲玲
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依托单位:
长期保护性耕作对黄绵土有机质组分及土壤质量的影响机制
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批准号:31460337
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:57.0万元
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批准年份:2014
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负责人:李玲玲
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依托单位:
国内基金
海外基金