張 瑤，屈忠義,2，丁艷宏，王 凡

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木建筑工程學(xué)院，呼和浩特 010018；2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)寒旱區(qū)灌溉排水研究所，呼和浩特 010018)

溫室效應(yīng)已經(jīng)給人類生存和社會(huì)發(fā)展帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，極端氣候、海洋風(fēng)暴、沙漠化等一系列環(huán)境問(wèn)題引起了人類的注意，環(huán)境問(wèn)題已刻不容緩。而大氣中CO2濃度的不斷升高給全球溫室效應(yīng)增溫貢獻(xiàn)高達(dá)60%[1]。而農(nóng)田土壤是溫室氣體的重要排放源之一，排放的CO2、CH4、N2O等約占全球人為溫室氣體排放量的10%～12%[2]，我國(guó)鹽漬化與次生鹽漬化農(nóng)田面積較大，約3 460 萬(wàn)hm2，占全國(guó)可利用土地面積約為 4.88%，所以，關(guān)注鹽漬化農(nóng)田土壤溫室氣體排放已成為當(dāng)下熱點(diǎn)。鹽漬化土壤具有結(jié)構(gòu)性差、肥力低、對(duì)作物生長(zhǎng)有毒害作用等特點(diǎn)，嚴(yán)重限制了低碳農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。且鹽堿化農(nóng)田溫室氣體排放量顯著高于非鹽漬化農(nóng)田。生物炭、石膏和有機(jī)肥是重要的土壤改良劑，可改善土壤結(jié)構(gòu)，已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，而對(duì)施入不同土壤改良劑對(duì)鹽漬化土壤溫室氣體排放的影響研究較少，因此，研究施用不同土壤改良劑對(duì)鹽漬化農(nóng)田溫室氣體排放的影響非常有必要[3]。

生物炭是在低氧或缺氧條件下通過(guò)高溫裂解生物質(zhì)而成，生物炭幾乎是純碳，埋于地下百年至千年不會(huì)消失，等同于把碳封存在土壤。生物炭最主要的特性之一就是疏松多孔、比表面積較大，大量研究表明，在施入土壤后能較好的改善土壤結(jié)構(gòu)、通氣性以及保水性，形成塊狀結(jié)構(gòu)和團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，保證植物根系在良好的條件下生長(zhǎng)[4]。生物炭能使鹽土的pH值和水溶鹽含量明顯降低[5]。土壤中添加生物炭能降低CO2、CH4、N2O的排放總量，但仍有部分研究者認(rèn)為施用生物炭增加了N2O的排放量[6,7 ]。高德才[8]等通過(guò)室內(nèi)土柱研究表明，生物炭的理化性質(zhì)對(duì)溫室氣體排放有顯著影響，會(huì)降低CH4和N2O的溫室效應(yīng)。Shenbagavalli等[9]發(fā)現(xiàn)生物炭能抑制溫室氣體的釋放，其中對(duì)CO2和N2O的效果最明顯。脫硫石膏成分主要為硫酸鈣 (CaSO4·2H2O)，具有顆粒細(xì)小、成分穩(wěn)定、純度高等特點(diǎn)，是較好的鹽堿土改良劑。施入石膏，可降低土壤pH值[10]、全鹽含量和堿化度[11]，同時(shí)使土壤孔隙度增加，進(jìn)而有機(jī)質(zhì)含量增加土壤有機(jī)質(zhì)含量增加[12]。在適量施用脫硫石膏的條件下，可提高土壤微生物活性和多樣性。胡翔宇研究表明脫硫石膏能夠提高稻田土壤細(xì)菌群落多樣性，抑制稻田CH4的排放[13]。當(dāng)前關(guān)于有機(jī)肥對(duì)溫室氣體排放的影響較少，同時(shí)針對(duì)石膏加有機(jī)肥對(duì)溫室氣體減排方面研究鮮少。有機(jī)肥自身具有結(jié)構(gòu)疏松，具有豐富的氮、磷、鉀、生物活性物質(zhì)，顏色深，吸收能力強(qiáng)等特點(diǎn)，添加到土壤中，會(huì)提高土壤中有機(jī)碳含量，從而影響農(nóng)田土壤溫室氣體排放量[14]。施用有機(jī)肥能夠很好地改善土壤理化性質(zhì)，雖然總體表現(xiàn)出CO2的排放量增加[15,16]，但有機(jī)肥的施入顯著增強(qiáng)土壤碳庫(kù)，亦能幫助減緩溫室效應(yīng)[17]。Fleisher[18]等研究表明，有機(jī)肥可有效調(diào)節(jié)土壤碳氮比，進(jìn)而促進(jìn)N2O的排放。然而，近年來(lái)大多數(shù)的研究都是基于一般農(nóng)田而非鹽漬化農(nóng)田，且較多是針對(duì)一種土壤改良劑，針對(duì)鹽漬化土壤中施入不同土壤改良劑的研究對(duì)比尚不多。因此，研究生物炭、石膏、石膏與有機(jī)肥配施這3種不同改良劑對(duì)鹽漬化農(nóng)田溫室氣體減排的有較大基礎(chǔ)意義，尤其在河套灌區(qū)，可為該地區(qū)鹽漬土壤改良奠定一定基礎(chǔ)。

內(nèi)蒙古河套灌區(qū)是我國(guó)重要的商品糧生產(chǎn)基地之一，土壤鹽堿化是限制該地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素，同時(shí)不斷加劇的溫室效應(yīng)使該地區(qū)面臨著嚴(yán)峻的固碳減排形勢(shì)。因此，本文研究生物炭、石膏、石膏與有機(jī)肥3種不同土壤改良劑對(duì)鹽堿化土壤溫室氣體(CH4、CO2和N2O)排放的影響機(jī)理，從而選出最有益于鹽堿化土壤減排的土壤改良劑，以期為該地區(qū)綠色、可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2017年5月-10月在內(nèi)蒙古巴彥淖爾市杭錦后旗三道橋鎮(zhèn)澄泥村改鹽增糧試驗(yàn)基地(106°54′E～106°55′E ， 40°49′N～40°50′N，海拔：990～1 003 m)開(kāi)展， 地處黃河中上游，屬典型的溫帶大陸性氣候，雨熱同季，晝夜溫差大，光熱資源豐富，年平均降雨量136.5 mm，年平均蒸發(fā)量1 953.9 mm；晝夜平均溫差13.2 ℃，年平均無(wú)霜期152 d左右。受地下水位、灌溉方式等影響，土壤鹽漬化和次生鹽漬化問(wèn)題突出。

圖1 試驗(yàn)區(qū)降雨和氣溫變化圖Fig.1 The change of rainfall and air temperature in the test area

1.2 供試材料

試驗(yàn)供試生物炭為遼寧金和福農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司的玉米秸稈生物炭產(chǎn)品，C、N、灰分含量分別為47.17%、0.71%、23.47%，有機(jī)質(zhì)含量為925.74 g/kg，pH為9.04，施用量為22.5 t/hm2。供試石膏為包頭市第二熱電廠產(chǎn)生的廢棄脫硫石膏，其主要成分是 CaSO4·2H2O,其化學(xué)成分為SO3占54.63%, CaO占 35.24%,含水量 8.2%, pH為 8.08，石膏處理的施用量為37.5 t/hm2。供試有機(jī)肥為當(dāng)?shù)丶卸逊蕝^(qū)，石膏加有機(jī)肥處理施用量分別為石膏37.5 t/hm2和有機(jī)肥37.5 t/hm2配施。0～20 cm試驗(yàn)土壤質(zhì)地，土壤容重為1.45 g/cm3，通過(guò)激光粒度儀分析，屬于沙壤土。顆粒組成：砂粒(48.97%)、粉粒(44.69%)、黏粒(6.34%)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，分別為：生物炭(DC)、石膏(DS)、石膏+有機(jī)肥(DSF)，空白對(duì)照(CK)，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，共12個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積150 m2(10 m×15 m)，播種前將不同改良劑均勻撒于地表，用旋耕機(jī)將其與20 cm土壤混合，試驗(yàn)小區(qū)采取大田裂區(qū)試驗(yàn)方法，進(jìn)行排列。在葵花整個(gè)生育期內(nèi)，采用地下水滴灌進(jìn)行灌水，張力計(jì)指導(dǎo)灌溉，灌溉下限設(shè)置為-30 kPa，灌水量用水表進(jìn)行控制，每次灌水定額為225 m3/hm2。因當(dāng)?shù)氐叵滤惠^高，需通過(guò)觀測(cè)地下水位配合張力計(jì)進(jìn)行灌溉。

供試作物為葵花，品種為K902，覆黑膜種植，行距60 cm，株距50 cm，種植密度33 000 株/hm2。作物生育期為2017年6月7日-10月2日，共119 d。

所有處理于播種時(shí)均施基肥，基肥采用當(dāng)?shù)爻Ｓ玫牧姿岫穂ω(P2O5)=39%]，375 kg/hm2，復(fù)合肥[ω(N∶P2O5∶K2O)=30%∶5%∶5%]，75 kg/hm2；追施主要施用尿素[ω(N)=46.67%]，300 kg/hm2，根據(jù)生育期分別在開(kāi)花、現(xiàn)蕾、灌漿各施1次，每次75 kg/hm2。

1.4 樣品的采集與測(cè)定

1.4.1 土壤樣品的采集與測(cè)定

于施加改良劑初期及葵花收貨后各取一次，用直徑5 cm 的土鉆多點(diǎn)采集0～20 cm土壤樣品，采用pH計(jì)測(cè)定(水浸提，1∶2.5)土壤pH值；用電導(dǎo)率儀測(cè)定(土水比1∶5)電導(dǎo)率；葵花收貨后采集0～20 cm土壤樣品，用重鉻酸鉀容量法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)；用解堿擴(kuò)散法測(cè)定解堿氮；采用聯(lián)合浸提比色法測(cè)定有效磷、速效鉀。

1.4.2 氣體樣品的采集與測(cè)定

溫室氣體的采集在2017年6月26-10月2日期間，用靜態(tài)暗箱進(jìn)行溫室氣體(CO2、CH4、N2O)通量的定位觀測(cè)。靜態(tài)暗箱為地箱和頂箱兩部分構(gòu)成，由厚1.0 mm 的不銹鋼制成(地箱尺寸為40 cm × 40 cm × 15 cm，頂箱尺寸為 40 cm × 40 cm ×40 cm)。播種后選取每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)的中間，在行與行的中間位置安放地箱，每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)1 個(gè)地箱，地箱內(nèi)無(wú)植株，并保證地箱內(nèi)為原狀土。選擇晴天并在上午 09∶00-11∶00 完成采樣，采用 30 min 罩箱時(shí)間，即每個(gè)采樣箱分別在扣箱 0、10、20、30 min 后抽取氣體。周期為 10 d左右，降雨和灌水后增加取樣。記錄初始收時(shí)間和始末氣溫，地溫線埋于地箱內(nèi)5 cm深，用JM624地溫盒檢測(cè)。氣體樣品帶回實(shí)驗(yàn)室采用美國(guó)Picarro公司生產(chǎn)的Picarro G2308 分析儀測(cè)定CO2、N2O、CH4含量。

溫室氣體通量計(jì)算公式[19]:

(1)

式中:ρ為箱內(nèi)氣體密度；Δm、Δc為Δt時(shí)間內(nèi)箱內(nèi)氣體質(zhì)量和混合比濃度的變化；A、V、H為采樣箱底面積、體積、氣室高度；Δc/Δt為單位時(shí)間內(nèi)箱內(nèi)氣體濃度變化。

當(dāng)F為負(fù)值時(shí)表示吸收，F(xiàn)為正值時(shí)表示排放。氣體通量計(jì)算過(guò)程中，通過(guò)公式中引入箱內(nèi)溫度和氣壓值，對(duì)氣體濃度進(jìn)行校正。

溫室氣體累積排放量計(jì)算公式[20]：

(2)

式中：n為葵花生長(zhǎng)季觀測(cè)次數(shù)；Fi、Fi+1為第i、i+1次采樣時(shí)溫室氣體排放通量，mg/(m2·h)或μg/(m2·h)；ti+1、ti為第i+1、i次采樣的時(shí)間間隔，d。

轉(zhuǎn)換系數(shù) ( 由于采樣期間的天數(shù)小于葵花生長(zhǎng)季( 播種到收獲) 天數(shù)，此系數(shù)將其轉(zhuǎn)換為葵花生長(zhǎng)季天數(shù)) ，取119/98。

綜合增溫潛勢(shì)(GWP) 是將各種溫室氣體的增溫潛勢(shì)換算為CO2排放當(dāng)量。100 a 時(shí)間尺度的綜合增溫效應(yīng)計(jì)算式[21]為：

GWP=295Ec(N2O)+28Ec(CH4)

(3)

式中：Ec(N2O)為N2O 的季節(jié)累積排放量，kg/hm2；Ec(CH4)為CH4的季節(jié)累積排放量，kg/hm2。

溫室氣體排放強(qiáng)度(GHGI) 是單位經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的CO2排放當(dāng)量，計(jì)算式為：

GHGI=GWP/Y

(4)

式中：Y為單位面積的產(chǎn)量，t/hm2。

1.5 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Excel軟件和SPSS19軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，用LSD法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)鹽漬化農(nóng)田土壤改良狀況的影響

如圖2所示，處理初期各處理表層0～20 cm土壤pH的變化范圍在8.1～8.5，改良一年后土壤pH在8.1～8.4之間。且改良前后期對(duì)比變化范圍不大。除CK外各處理改良一年后均有所降低。如圖3所示，分析顯示各處理土壤EC發(fā)現(xiàn)，經(jīng)一年種植后各處理均有所降低，降低幅度分別為27.44%、59.90%、28.20%、39.45%。結(jié)果顯示，施加生物炭和石膏對(duì)土壤鹽漬化有所降低。

如表1所示，各處理改良一年后土壤有機(jī)質(zhì)含量相比，DSF>DC>CK>DS, DSF、DC均高于對(duì)照，且各處理有顯著差異。與對(duì)照CK相比，DSF、DC、DS處理土壤堿解氮提高123.13%、65.56%、31.58%；DSF、DC速效磷提高79.13%、18.70%，而DS降低了8.70%；DSF速效鉀提高了28.50%，DC、DS降低了9.51%、14.23%。綜上所述，鹽漬化農(nóng)田施加生物炭和石膏加有機(jī)肥可顯著提高有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷含量改善土壤理化性。

圖2 不同處理土壤pH改良動(dòng)態(tài)變化Fig.2 Dynamics of soil pH from different treatment

圖3 不同處理土壤EC動(dòng)態(tài)變化Fig.3 Dynamics of soil pH from different treatment

表1 不同處理土壤改良狀況Tab.1 Soils nutrient status under different treatments

2.2 不同處理對(duì)鹽漬化農(nóng)田溫室氣體的影響

2.2.1 不同處理對(duì)鹽漬化農(nóng)田土壤5 cm處溫度影響

如圖4所示，(收集氣體期間通時(shí)觀測(cè)5 cm土壤溫度)各處理?xiàng)l件下土壤溫度大體趨勢(shì)一致，均表現(xiàn)為先增后減，明顯的單峰，且變化范圍處于15～35 ℃間。其中7月6日受降雨影響，土壤溫度出現(xiàn)暫時(shí)的降低趨勢(shì)。

圖4 不同處理5 cm深土壤溫度動(dòng)態(tài)變化Fig.4 Dynamics of soil temperature in 5 cm from different soils

2.2.2 不同處理對(duì)鹽漬化農(nóng)田CO2、CH4、N2O的排放通量影響

如圖5所示，各處理?xiàng)l件下CO2排放通量大體表現(xiàn)為雙峰。前期(6月26日-7月16日)，除DSF處理外，其他各處理均表現(xiàn)為上升趨勢(shì)，且出現(xiàn)第一個(gè)排放峰(7月6日)，中后期各處理均有所降低，但出現(xiàn)小高峰(8月4日)。與對(duì)照相比，前期(除DSF外)均高于對(duì)照，后期各處理排放通量明顯低于對(duì)照水平。表明各改良劑(除DSF處理外)在施用前期對(duì)鹽漬化土壤CO2的排放通量有明顯促進(jìn)作用。DSF、DC、DS、CK的土壤CO2排放通量變化范圍分別為102.95～351.94、187.00～515.63、177.38～500.55、189.25～425.80 mg/(m2·h)。各處理季節(jié)平均排放通量如表2所示，與空白對(duì)照CK相比變化-15.58%、-3.27%、-12.16%，各處理均為降低趨勢(shì)，對(duì)CO2表現(xiàn)為吸收。且DSF、DS與CK相比， CO2平均排放通量差異性顯著。由此表明，各處理均抑制土壤CO2的排放?？傮w來(lái)看，DS(石膏)和DSF(膏加有機(jī)肥)對(duì)抑制CO2排放通量效果較好。

圖5 不同處理土壤CO2排放通量季節(jié)動(dòng)態(tài)變化Fig.5 Seasonal dynamics of CO2 emission from different soils

如圖6所示，各處理?xiàng)l件下CH4排放通量沒(méi)有明顯變化趨勢(shì)，大體表現(xiàn)為中期(7月16日-8月11日)排放強(qiáng)，后期(除DS外)各處理均表現(xiàn)為平緩且接近于0。與對(duì)照相比，前期各處理高于對(duì)照，后期低于對(duì)照。表明改良劑對(duì)鹽漬化土壤CH4的排放通量有部分抑制作用。與各處理相比，DS表現(xiàn)出了明顯的吸收，可能是石膏呈酸性可以中和鹽堿土，為微生物活動(dòng)提供更適宜的環(huán)境。DSF、DC、DS、CK的土壤CH4排放通量變化范圍分別為-12.67～7.56、-1.64～17.25、-8.30～0.81、-5.49～7.37 μg/(m2·h)。如表2所示，各處理季節(jié)平均排放通量與空白對(duì)照CK相比變化214.30%、281.92%、-572.41%。且各處理間CH4平均排放通量差異顯著?？傮w來(lái)看，DS(石膏)對(duì)抑制CH4排放通量效果最好。

圖6 不同處理土壤CH4排放通量季節(jié)動(dòng)態(tài)變化Fig.6 Seasonal dynamics of CH4 emission from different soils

如圖7所示，各處理?xiàng)l件下N2O排放通量大體一致，表現(xiàn)為明顯的單峰排放規(guī)律。前期(6月26日-7月16日)，N2O的排放強(qiáng)烈，出現(xiàn)排放最高峰，中后期可能由于溫度逐漸降低，土壤N2O的排放通量趨于平緩。DSF、DC、DS、CK的土壤N2O排放通量變化范圍分別為-0.97～171.72、-0.24～124.92、-1.37 ～168.00、-32.13 ～151.61μg /(m2·h)。與對(duì)照相比，各處理對(duì)N2O排放通量明顯高于對(duì)照。各處理季節(jié)平均排放通量如表2所示，與對(duì)照CK相比變化5.42%、-2.97%、-17.49%。且DSF、DS與CK相比，N2O平均排放通量差異性顯著，DC和CK的N2O平均排放通量，無(wú)顯著差異?？傮w來(lái)看，DS(石膏)對(duì)抑制N2O排放通量效果最好。

圖7 不同處理土壤N2O排放通量季節(jié)動(dòng)態(tài)變化Fig.7 Seasonal dynamics of N2O emission from different soils

表2 不同處理溫室氣體平均排放通量Tab.2 The average greenhouse gas flux of different treatment

2.2.3 不同處理對(duì)鹽漬化農(nóng)田溫室氣體排放通量與地溫相關(guān)性分析

如表3所示， CO2排放通量與DC、CK、DS處理的5 cm深地溫呈均正相關(guān)，而與DC、CK表現(xiàn)為較相關(guān)，與DSF呈負(fù)相關(guān)。CH4排放通量與各處理均呈現(xiàn)正相關(guān)。5 cm土壤溫度與DC和DS 的N2O排放通量呈顯著正相關(guān),與CK呈顯著負(fù)相關(guān)。

表3 不同處理土壤CO2、CH4、N2O排放通量與土壤溫度相關(guān)性分析Tab.3 Correlation analysis of CO2, CH4 and N2O emission fluxes and soil temperature in different treatments

注：*為在 0.05 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

2.2.4 不同處理對(duì)鹽漬化農(nóng)田溫室氣體綜合排放的影響

如表4所示，CO2的累積排放總量均小于對(duì)照，各處理對(duì)CO2的排放有一定抑制作用，且差異性顯著。CH4累積排放量較小，幾乎為0。綜合增溫潛勢(shì)(GWP)與空白對(duì)照相比，DC、DS分別降低了2.26%、18.87%，DSF增加了5.94%。DC與CK的綜合增溫潛勢(shì)(GWP)無(wú)顯著差異。與對(duì)照相比，DSF、DC、DS溫室氣體排放強(qiáng)度(GHGI)均表現(xiàn)為降低趨勢(shì)，分別降低了5.57%、16.77%、34.93%。DC、DSF、CK處理溫室氣體排放強(qiáng)度(GHGI)差異性不顯著，但與DS差異性顯著。綜合分析DS和DC處理對(duì)溫室氣體排放效果最佳。根據(jù)產(chǎn)量和GWP算出GHGI，GHGI越低，表明單位經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的溫室氣體排放量越低。溫室氣體排放強(qiáng)度(GHGI)相比， CK>DSF>DC>DS，石膏和生物炭最低。綜合分析，DS(石膏)和DC(生物炭)土壤改良劑在提高葵花產(chǎn)量的同時(shí)，有效降低溫室氣體排放。

表4 不同處理土壤溫室氣體排放總量、GWP、GHGI、產(chǎn)量Tab.4 Greenhouse gas emission, GWP, GHGI and yield of different treatments

3 討 論

農(nóng)田溫室氣體的減排作為研究熱點(diǎn)，受到各方關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)隨著氣溫與地溫逐漸升高，促進(jìn)CO2的排放。與對(duì)照相比，各處理均不同程度的抑制了CO2的排放，且差異性顯著。有關(guān)研究顯示，CO2的排放隨氣溫升高而升高[31]，生物炭和有機(jī)肥外觀均為黑色，提高土壤溫度，促進(jìn)微生物和根系的呼吸[22]，從而促進(jìn)土壤CO2的排放[23]。但葵花生長(zhǎng)后期，植株較高，使得田間地面被遮蓋面積大，雖然大氣溫度較高，但地表土壤較低，土壤CO2的排放通量較前期低，此間作物根系生長(zhǎng)活躍和呼吸速率增加，可能會(huì)出現(xiàn)小高峰。本研究也發(fā)現(xiàn)，各處理(除DSF處理)CO2的排放通量與土壤地表溫度呈正相關(guān)(如表3)。此外，生物炭、有機(jī)肥均為富碳材料，為微生物提供大量碳源，促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)分解，使得初始CO2排放量高。生物炭的特殊結(jié)構(gòu)，改善土壤理化性及生物學(xué)特性[24]，從而增加土壤 CO2的排放。董玉紅等[25]研究表明，施用有機(jī)肥增加了土壤CO2的排放。而本研究是對(duì)于石膏加有機(jī)肥綜合施用的，所以結(jié)果有所不同。

研究發(fā)現(xiàn)，生物炭和有機(jī)肥的添加為土壤添加部分有機(jī)質(zhì)，提高土壤微生物活性，各處理氣體排放變化劇烈，可能促進(jìn)產(chǎn)甲烷菌活性，從而促進(jìn)了CH4通量的排放，而后期不僅溫度降低，改良劑改良土壤理化性，提高土壤通氣性，促進(jìn)土壤CH4氧化菌活性，降低了CH4通量的排放。甲烷氧化菌活性受溫度變化影響較小，但改變土壤水熱狀況會(huì)影響產(chǎn)甲烷菌活性，從而影響CH4的排放[26,27]。但Zhao等[28]研究表明將秸稈轉(zhuǎn)化為生物碳可以減緩CH4排放，提高產(chǎn)量和土壤肥力。與本研究結(jié)果不同，可能的原因是本次處理生物炭是在鹽漬化土壤中施用，生物炭本身是堿性改良劑，抑制了甲烷氧化菌活性，從而增加了CH4的總排放量。此外，施用有機(jī)肥會(huì)抑制土壤對(duì)CH4的吸收[23]，與本研究結(jié)果有所不同，可能的原因是本研究是石膏混合有機(jī)肥施入綜合影響了CH4的排放量。

4 結(jié) 論

(1)鹽漬化農(nóng)田添加石膏+有機(jī)肥、生物炭、石膏處理均顯著降低土壤CO2排放通量和季節(jié)累積排放總量，其中石膏對(duì)抑制CH4和N2O排放通量效果最好。

(2)石膏和生物炭土壤改良劑在提高葵花產(chǎn)量的同時(shí)，有效降低溫室氣體排放。各處理排放強(qiáng)度(GHGI)差異性顯著，與對(duì)照相比，石膏+有機(jī)肥、生物炭、石膏分別降低了5.57%、16.78%、34.93%。

(3)施加生物炭和石膏對(duì)降低鹽漬化土壤pH和EC有明顯效果。鹽漬化農(nóng)田施加生物炭和石膏加有機(jī)肥可顯著提高有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷含量改善土壤理化性。

綜合分析葵花產(chǎn)量和溫室氣體的變化規(guī)律，施用量為37.5 t/hm2的石膏對(duì)抑制溫室氣體排放效果最佳，施用量為22.5 t/hm2生物炭次之。而對(duì)土壤改良效果生物炭較優(yōu)。因此綜合考慮推薦施用生物炭改良中度鹽堿土壤。由于試驗(yàn)周期較短，不同改良劑的理化性質(zhì)對(duì)溫室氣體的影響機(jī)理需進(jìn)一步深入研究。