双季稻地上部、地下部生物量碳变异规律及原位分解过程研究
批准号:
32101343
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
胡腾
依托单位:
学科分类:
全球变化生态学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
胡腾
中文摘要
稻田土壤固碳是“大气-水稻-土壤”相互作用的过程,对稻田地力的提升和可持续利用具有重要意义。水稻地上和地下部生物量碳是稻田土壤固碳的前提。但水稻地上部、地下部生物量碳各自对环境与管理因子的响应机制尚不明确,且水稻地上部、地下部残体的原位分解过程鲜有报道。本项目以南方双季稻地上部、地下部生物量碳在不同环境与管理措施下的变异,及其残体在土壤中的分解过程为核心;首先,通过区域调研,明确水稻地上部、地下部生物量碳与环境、管理因子的耦合关系;然后,结合功能平衡理论,采用土培试验,解析不同影响因子对水稻地上部、地下部生物量碳的作用规律,探索通过环境与管理因子提升水稻地上和地下部生物量碳的可能措施;最后,采用原位试验,结合同位素示踪技术,明确水稻地上部、地下部残体各自在土壤中的分解过程,揭示水稻残体的原位分解规律。研究结果可为提升稻田土壤碳输入量和固碳能力提供理论依据和技术支持。
英文摘要
Soil carbon sequestration in rice field is a result of the atmosphere-rice-soil interaction, which is important to the soil fertility and sustainability of the field. The above- and below-ground biomass carbon of rice are the prerequisites of soil carbon input in the rice field, however their variations under different environmental and management factors remain unclear. Moreover, the in situ decomposition processes of their residues are rarely reported. This project aims to explore the biomass carbon variations and the in situ residue decomposition processes of respectively the above- and below-ground rice within double rice system in subtropical China. First, the impacts of environmental and management factors on separately the above- and below-ground rice are investigated at the field scale to explore their key impact factors; Second, the environmental and management factors are analyzed with pot experiments in terms of functional balance theory, for an improved growing condition of rice with enlarged above- and below-ground biomass carbon; Third, the in situ decomposition processes of the above- and below-ground residues of rice are detected through reciprocal litter transfer experiment to improve the understanding of their fates in soil. This project provides theoretical and technical supports to improve the soil carbon input and soil carbon sequestration of rice field.
稻田土壤固碳是“大气-水稻-土壤”相互作用的过程,对稻田地力的提升和可持续利用具有重要意义。水稻地上和地下部生物量碳是稻田土壤固碳的前提。但水稻地上部、地下部生物量碳各自对环境与管理因子的响应机制尚不明确,且水稻地上部、地下部残体的原位分解过程鲜有报道。本项目以南方双季稻地上部、地下部生物量碳在不同环境与管理措施下的变异,及其残体在土壤中的分解过程为核心;首先,通过区域调研,明确水稻地上部、地下部生物量碳与环境、管理因子的耦合关系;然后,结合功能平衡理论,采用土培试验,解析不同影响因子对水稻地上部、地下部生物量碳的作用规律,探索通过环境与管理因子提升水稻地上和地下部生物量碳的可能措施;最后,采用原位试验,结合同位素示踪技术,明确水稻地上部、地下部残体各自在土壤中的分解过程,揭示水稻残体的原位分解规律。结果表明,与先前旱田的研究结果不同,相对于常规的化肥施用,有机肥的施用并未显著改变水稻地上部或地下部生物量。在环境因子影响方面,早稻和晚稻地上部生物量均受到日照时长的显著促进作用,以及过量施肥、降水和高温的显著抑制作用;而早稻和晚稻地下部生物量则主要受到日照时长的显著促进作用,以及高温的显著抑制作用。另外,经过一个完整周年的原位分解,水稻地上部残体分解显著快于地下部。早稻地上部碳输入的残余量约为21%,而地下部碳输入的残余量约为38%;晚稻地上部和地下部碳输入的残余量分别约为17%和34%。其中,地上部在土壤中的存在使地下部碳输入的残余量增加了约4%(P>0.05)。综上,对于南方双季稻田,水稻地上部和地下部生物量均受到光照的促进和高温的抑制,而改变施肥类型对地上部和地下部生物量的影响有限,并且水稻地上部残体分解速率高于地下部残体。本研究表明,水稻残体,特别是地下部残体,具有较高的固碳潜力,但这种潜力将受到来自全球变暖和极端天气事件的削弱。
作物根与地上部分生物量碳变异与调控
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批准号:2021JJ40232
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2021
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负责人:胡腾
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依托单位:
国内基金
海外基金