劉興宇，李 廣，袁建鈺，徐萬(wàn)恒，趙 萍

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070; 2. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

關(guān)鍵字：APSIM模型；春小麥；N2O；溫度升高；耕作措施

聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)IPCC指出，目前全球平均表面溫度GMST上升速度高于工業(yè)化前的水平，并在未來(lái)依舊會(huì)持續(xù)升高[1]。氧化亞氮(N2O)是造成全球變暖的主要溫室氣體，其增溫效應(yīng)是CO2的298倍，在大氣中滯留時(shí)間長(zhǎng)，且會(huì)導(dǎo)致臭氧層損耗，自1750年以來(lái)，大氣中N2O濃度增加了20%[2]，其中農(nóng)業(yè)活動(dòng)是導(dǎo)致N2O濃度增加的主要原因之一[3]。甘肅省定西市位于黃土丘陵區(qū)域，屬于半干旱大陸性氣候，春小麥?zhǔn)窃摰貐^(qū)主要糧食作物，其生產(chǎn)對(duì)氣候變化異常敏感。近年來(lái)，有研究表明[4-5]耕作措施不僅會(huì)改變農(nóng)田土壤理化性質(zhì)，還會(huì)影響農(nóng)田溫室氣體排放。因此，了解氣候變化對(duì)定西地區(qū)不同耕作措施下旱作春小麥農(nóng)田土壤N2O排放的影響，對(duì)未來(lái)氣候變化條件下該地區(qū)春小麥生產(chǎn)中選擇合理的應(yīng)對(duì)措施具有一定意義。

作物-土壤模擬模型可以跨越時(shí)間、季節(jié)、土壤類型和氣候帶，將土壤和作物在田間的測(cè)度用模型加以擴(kuò)展描述，是研究農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳、氮循環(huán)的重要方法。APSIM(Agricultural Production Systems sIMulator)模型作為國(guó)際廣泛驗(yàn)證和推廣的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)模型之一，已經(jīng)被許多學(xué)者用來(lái)定量評(píng)估不同農(nóng)作管理措施下作物生產(chǎn)和相應(yīng)的環(huán)境足跡。Li等[6]檢驗(yàn)了APSIM模型對(duì)華北平原農(nóng)田在不同時(shí)間尺度上模擬農(nóng)田N2O排放的能力，研究發(fā)現(xiàn)對(duì)消化系數(shù)(k2)進(jìn)行校正后，模型能夠較好地模擬不同時(shí)間尺度和不同施肥處理下小麥-玉米系統(tǒng)的土壤N2O排放，但是對(duì)于一些較高的峰值排放模擬效果欠佳。王良等[7]運(yùn)用APSIM模型進(jìn)行不同氮肥管理情景模擬，發(fā)現(xiàn)模型可以系統(tǒng)分析施氮量對(duì)作物生產(chǎn)和N2O排放等氮損失。李建政等[8]在華北地區(qū)冬小麥-夏玉米輪作系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)APSIM對(duì)N2O排放模擬的多數(shù)峰值出現(xiàn)在氮肥的施用、灌溉或降雨，與實(shí)測(cè)峰值不符合，但對(duì)于每季的N2O排放總量，該模型模擬效果較好。馬晨光等[9]在探究不同水氮處理對(duì)農(nóng)田溫室氣體通量影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)APSIM模型對(duì)農(nóng)田N2O氣體通量的模擬效果較好。

縱觀APSIM模型關(guān)于溫室氣體的研究，大多集中在水氮處理、時(shí)間尺度、管理措施、作物輪作系統(tǒng)對(duì)溫室氣體的影響等。對(duì)于溫度升高對(duì)不同耕作措施下旱作農(nóng)田N2O排放的研究較少。基于此，在本研究通過校準(zhǔn)APSIM在模擬土壤水分、作物產(chǎn)量以及N2O排放性能，利用校準(zhǔn)后的APSIM模型，針對(duì)未來(lái)可能出現(xiàn)的溫度變化情形，對(duì)定西市安定區(qū)不同耕作措施旱地旱作麥田N2O排放進(jìn)行模擬。為保障作物產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)溫室氣體減排提供理論支撐和科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地位于甘肅省定西市安定區(qū)安家坡村旱農(nóng)綜合試驗(yàn)站，該地區(qū)屬于典型黃土丘陵溝壑區(qū)，土壤為黃綿土，土質(zhì)綿軟，養(yǎng)分含量低，抗侵蝕能力弱。土壤容重1.26 g·cm-3，土壤全氮0.96 g·kg-1、有機(jī)質(zhì)含量12.01 g·kg-1；平均海拔2 000 m，無(wú)霜期約占全年1/3，年均降水量為385 mm，年均蒸發(fā)量1 537 mm，年日照時(shí)數(shù)2 476.6 h,年平均氣溫6.4℃，≥10℃的積溫2 239.1℃，為典型的半干旱雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)[10]。

1.2 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020—2021 年在甘肅省定西市安定區(qū)安家坡村進(jìn)行，供試作物為春小麥甘春32號(hào)，3月中下旬播種，8月份進(jìn)行收獲。設(shè)置4種耕作措施: 傳統(tǒng)耕作、傳統(tǒng)耕作+秸稈覆蓋、免耕、免耕+秸稈覆蓋(表1)。每個(gè)處理設(shè)計(jì)3個(gè)重復(fù)小區(qū)，小區(qū)面積均為24 m2(4 m×6 m)，每個(gè)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)設(shè)置1個(gè)0.5 m×0.5 m的固定采樣區(qū)，用來(lái)定期采集農(nóng)田N2O氣體。播種前每小區(qū)一次性施加折合純氮105 kg·hm-2(尿素+二銨)，過磷酸鈣150 kg·hm-2。作物生長(zhǎng)期間除了除草外無(wú)其他作業(yè)，無(wú)任何灌溉措施。

表1 耕作措施描述Table 1 Description of tillage systems

1.3 氣體采集方法

采用靜態(tài)暗箱-氣相色譜法對(duì)農(nóng)田土壤N2O排放通量進(jìn)行原位監(jiān)測(cè)。采樣箱由箱體和底座構(gòu)成，箱體規(guī)格為50 cm×50 cm×50 cm，使用6 mm厚不透光聚苯乙烯保溫材料，并在外圍覆蓋泡沫防止取樣時(shí)箱內(nèi)溫度變化，箱內(nèi)裝有小風(fēng)扇和溫度傳感器。耕種前將底座埋入小區(qū)，最大限度降低對(duì)作物和土壤內(nèi)部的干擾。

田間監(jiān)測(cè)在作物生長(zhǎng)季(3—8月，每月5、15日和25日)的9∶00—11∶00進(jìn)行取樣，靜態(tài)箱封閉后0、9、18、27、36 min使用帶三通閥密封良好的塑料醫(yī)用注射器，抽取箱內(nèi)氣體并注入E-Switch鋁箔復(fù)合膜氣體采樣袋保存。3 d內(nèi)使用氣相色譜儀(儀盟A90，常州磐諾儀器有限公司) 測(cè)定N2O濃度，并利用公式(1)計(jì)算排放通量，利用內(nèi)插法計(jì)算相鄰兩次檢測(cè)間通量，后將每天的交換通量累加得到生育期氣體交換總量[11]。

(1)

式中，F(xiàn)為氣體通量(mg·m-2·h-1)，dc/dt為采樣時(shí)箱內(nèi)目標(biāo)氣體濃度隨時(shí)間變化的回歸曲線斜率，M為被測(cè)氣體摩爾質(zhì)量(g·mol-1)，V為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體摩爾體積(mL·mol-1) ，P0和T0為理想氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣壓力和氣溫，P和T為采樣時(shí)箱內(nèi)的實(shí)際氣壓和氣溫，H為采樣箱內(nèi)高度[12]。

1.4 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

研究所需的氣象數(shù)據(jù)由試驗(yàn)點(diǎn)氣象站自動(dòng)測(cè)定，土壤數(shù)據(jù)和N2O排放量來(lái)源于試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，作物管理數(shù)據(jù)則根據(jù)試驗(yàn)地實(shí)際管理方式設(shè)置。采用Microsoft Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，通過SPSS 24.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用Origin 2018進(jìn)行繪圖。

1.5 APSIM模型

1.5.1 模型概述 APSIM是一個(gè)綜合農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)管理模型，用于研究受環(huán)境和人為變化影響的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力和養(yǎng)分循環(huán)。APSIM模擬作物生長(zhǎng)和土壤碳氮過程，在日時(shí)間尺度上響應(yīng)氣候(溫度、降雨量和輻射)、土壤水分有效性和土壤養(yǎng)分狀況,該模型通過模擬土壤硝化與反硝化過程來(lái)模擬土壤N2O 排放[13]，其最大硝化速率遵循米氏動(dòng)力學(xué)，硝化反應(yīng)計(jì)算公式：

(2)

Nnit=K2×Rnit

(3)

式中，Nnit為硝化反應(yīng)速率,K2為硝化反應(yīng)產(chǎn)生的N2O與實(shí)際N硝化量的比值。

反硝化速率公式：

Rdenit=KdenitnCAf(W)f(T)

(4)

CA=0.0031(HUMC+FOMC)+24.5

(5)

式中，Rdenit為實(shí)際反硝化速率,Kdenit為反硝化常數(shù),n為土壤硝酸根質(zhì)量濃度,CA為土壤活性有機(jī)碳質(zhì)量濃度,f(W)、f(T)分別為土壤水分、溫度限制因子,HUMC和FOMC為來(lái)自腐殖質(zhì)和新鮮有機(jī)質(zhì)的有機(jī)碳。反硝化過程產(chǎn)生的N2O通過計(jì)算反硝化過程產(chǎn)生的N2和N2O 的比值估算，本文中N2與N2O比值定為10[14]。

1.5.2 APSIM模型參數(shù)調(diào)試與驗(yàn)證 本研究中模型使用試錯(cuò)法調(diào)整參數(shù)；用遮雨棚下春小麥生育期觀測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整作物所需積溫、春化指數(shù)和光周期系數(shù)等參數(shù)。驗(yàn)證后的參數(shù)調(diào)整結(jié)果:灌漿到成熟的積溫取值580℃，春化系數(shù)取值1，光周期系數(shù)取值2，最大灌漿速率取值2.3，播種期地表蒸發(fā)系數(shù)(土壤)取值7.2，發(fā)芽期地表蒸發(fā)系數(shù)(土壤)取值6.2。用APSIM 模型分別模擬2020—2021年4種耕作措施下N2O排放量，通過模擬值與實(shí)測(cè)值驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)模型參數(shù)本地化。用模擬值和實(shí)測(cè)值間的決定系數(shù)(R2)和國(guó)際上檢驗(yàn)?zāi)Ｐ屯ㄓ玫木礁`差法，歸一化均方根差(NRMSE)來(lái)度量模擬數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的相對(duì)差異度。一般認(rèn)為，NRMSE越小，模擬值與實(shí)測(cè)值的差異越小。決定系數(shù)(R2)反映模擬值與實(shí)測(cè)值之間的一致性，其數(shù)值越趨近于1表示模擬效果越好。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同耕作措施下旱作春小麥農(nóng)田N2O 排放特征

如圖1所示，2020—2021年不同耕作措施下春小麥農(nóng)田土壤N2O排放通量均為正值，處于釋放N2O狀態(tài)，因此旱地春小麥農(nóng)田土壤為N2O排放源。不同耕作措施下農(nóng)田土壤N2O排放通量在相同時(shí)間段內(nèi)整體變化趨勢(shì)基本一致，且都表現(xiàn)為隨時(shí)間變化的雙峰型曲線，主要的排放峰為每年5—6月，即春小麥生長(zhǎng)季中期。由此可知，春小麥農(nóng)田土壤N2O排放通量與作物生長(zhǎng)有關(guān)，隨著春小麥生長(zhǎng)各處理N2O排放通量有明顯變化特征，且生長(zhǎng)旺盛期N2O排放通量高于生長(zhǎng)季初期和末期。如圖2所示，不同耕作措施下春小麥農(nóng)田土壤N2O累積排放量存在顯著差異，表現(xiàn)為T>NT>TS>NTS。

圖1 不同耕作措施下旱作春小麥農(nóng)田 N2O排放通量Fig.1 N2O emission flux from the dryland spring wheat farmland under different tillage measures

圖2 不同耕作措施下旱作春小麥農(nóng)田生長(zhǎng)季 N2O累積排放量Fig.2 Cumulative emissions of N2O during the growth period of dry-fed spring wheat fields under different tillage measures

2.2 APSIM模型驗(yàn)證及模擬誤差分析

由表2可知，不同耕作措施(T、TS、NT、NTS)實(shí)測(cè)值與模擬值的歸一化均方根差(NRMSE)最大值為0.17，決定系數(shù)(R2)最小值為0.80，相關(guān)性均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。所以APSIM模型可以較好地模擬隴中地區(qū)旱作春小麥不同耕作措施下農(nóng)田N2O氣體排放。由圖3可知，不同耕作措施下旱作麥田在生長(zhǎng)季排放的N2O模擬值與實(shí)測(cè)值保持一致的規(guī)律均為T>NT>TS>NTS；但模擬值均低于實(shí)測(cè)值。APSIM模型雖然被國(guó)內(nèi)外大量學(xué)者驗(yàn)證有效性，尤其在干旱地區(qū)模擬的溫室氣體排放適用性較高，但該模型對(duì)N2O的產(chǎn)生及排放過程是基于假設(shè)，這些復(fù)雜繁瑣的過程在模型中被簡(jiǎn)化為硝化反應(yīng)與反硝化反應(yīng)產(chǎn)生的N2O之和，且無(wú)法較精確地模擬部分單個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的N2O排放通量，這可能導(dǎo)致模擬結(jié)果存在一定誤差。此外N2O的實(shí)測(cè)過程中也存在不可避免的人為誤差。

圖3 不同耕作措施下旱作麥田N2O累積排放量實(shí)測(cè)值與模擬值Fig.3 Measured and simulated N2O emissions from dryland wheat fields under different tillage measures

表2 N2O排放量實(shí)測(cè)值與模擬值擬合結(jié)果Table 2 Fitting results of measured and simulated N2O emissions

2.3 情景設(shè)計(jì)下結(jié)果分析

2.3.1 不同耕作措施下溫度升高對(duì)旱作麥田土壤N2O排放的影響 按照模擬試驗(yàn)設(shè)計(jì)，基于驗(yàn)證后的APSIM模型，改變輸入模塊中逐日最高、最低溫度的參數(shù)值，并以0.5℃為一個(gè)溫度梯度，通過計(jì)算機(jī)模擬2018—2021年傳統(tǒng)耕作(T)、傳統(tǒng)耕作+秸稈還田(TS)、免耕(NT)和免耕+覆蓋(NTS)4種耕作措施下溫度升高對(duì)旱作麥田土壤N2O排放進(jìn)行耦合模擬實(shí)驗(yàn)。由表3～6可見：當(dāng)日最高溫不變，日最低溫每上升0.5℃，日最低溫對(duì)N2O排放表現(xiàn)為正效應(yīng)，呈增排趨勢(shì)。當(dāng)日最低溫不變，日最高溫上升時(shí)，日最高溫對(duì)N2O排放表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)，呈減排趨勢(shì)。

表3 傳統(tǒng)耕作下溫度升高旱作麥田土壤 N2O排放的動(dòng)態(tài)模擬/(kg·hm-2)Table 3 Dynamic simulation of soil N2O emission in dryland wheat field with increasing temperature under conventional tillage

表4 免耕下溫度升高旱作麥田土壤N2O 排放的動(dòng)態(tài)模擬/(kg·hm-2)Table 4 Dynamic simulation of soil N2O emission in dryland wheat field with increasing temperature under no-tillage

表5 傳統(tǒng)耕作+覆蓋下溫度升高旱作麥田 土壤N2O排放的動(dòng)態(tài)模擬/(kg·hm-2)Table 5 Dynamic simulation of soil N2O emission in dryland wheat field with increasing temperature under traditional tillage + mulch

表6 免耕+覆蓋措施下溫度升高旱作麥田 土壤N2O排放的動(dòng)態(tài)模擬/(kg·hm-2)Table 6 Dynamic simulation of of soil N2O emission in dryland wheat field with increasing temperature under non-tillage + mulching measures

2.3.2 不同耕作措施下溫度升高對(duì)旱作麥田土壤N2O排放的協(xié)同效應(yīng)分析 通過對(duì)不同耕作措施下旱作麥田土壤N2O排放量進(jìn)行雙因素方差分析，得到T處理下日最高、最低溫度兩因素的F值為366.781、712.1(P<0.01)，NT處理下日最高、最低溫度兩因素的F值為264.12、658.24(P<0.01)，TS處理下日最高、最低溫度兩因素的F值為324.56、702.36(P<0.01)，NTS處理下日最高、最低溫度兩因素的F值為90.34，163.24(P<0.01)，4種不同耕作措施下日最高、最低溫度的F值和P值均達(dá)到顯著性差異，表明日最高、最低溫兩因子對(duì)旱作麥田土壤N2O排放均有顯著影響。

以旱作麥田土壤N2O排放量為因變量(Y)，日最高溫(X1)和日最低溫(X2)為自變量，用SPSS軟件進(jìn)行多項(xiàng)式回歸分析。建立不同耕作措施下日最高、最低溫升高對(duì)旱作麥田土壤N2O排放量影響的回歸方程。

YT=2.480-0.011X1+0.015X2

YNT=2.321-0.009X1+0.014X2

YTS=2.048-0.008X1+0.012X2

YNTS=1.817-0.007X1+0.01X2

R越接近1，表明方程越顯著。公式中，T、NT、TS、NTS耕作措施下相關(guān)系數(shù)(R)分別為0.958、0.942、0.961、0.956。表明不同耕作措施的回歸方程達(dá)到了顯著水平，能充分反映出旱作麥田土壤N2O排放與逐日最高溫、最低溫之間的關(guān)系。結(jié)果分析顯示：不同耕作措施下逐日最高溫度(X1)的偏回歸系數(shù)分別為-0.011、-0.009、-0.008和-0.007，表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng); 不同耕作措施下逐日最低溫度(X2)的偏回歸系數(shù)分別為0.015、0.014、0.012和0.01，表現(xiàn)為正效應(yīng)。

以日最高溫度(X1)、日最低溫度(X2)為自變量，旱作麥田土壤N2O排放量(Y)為因變量，運(yùn)用SPSS進(jìn)行通徑分析(圖4)。4種耕作措施下X1→Y通徑系數(shù)分別為-0.560、-0.515、-0.524、-0.386，X1X2→Y的通徑系數(shù)分別為-0.128、0.028、-0.052、-0.261，表明日最高溫升高對(duì)排放量呈減排效應(yīng)。日最低溫不變時(shí)，日最高溫每增加0.5℃，排放量平均減排幅度分別為1.68%、1.52%、1.28%、1.14%。X2→Y的通徑系數(shù)分別為0.830、0.840、0.852、0.974，表明日最低溫升高對(duì)排放量呈增排效應(yīng)，日最低溫每增加0.5℃，排放量平均增排幅度分別為2.41%、2.36%、2.24%、1.92%?？傮w來(lái)看4種耕作措施下日最高、最低溫存在負(fù)交互作用，且日最低溫升高帶來(lái)的增排效應(yīng)占主導(dǎo)地位。

圖4 不同耕作措施下日最高、最低溫對(duì)旱作麥田土壤N2O排放量通徑分析Fig.4 A general analysis of the daily maximum and minimum temperature under different tillage measures on the N2O emission from the dry wheat field soil

3 討 論

本研究發(fā)現(xiàn)，參數(shù)本地化后的APSIM模型對(duì)4種耕作措施下旱作麥田土壤N2O排放的模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)值較為一致，歸一化均方根差(NRMSE)最大值為0.17，決定系數(shù)(R2)最小值為0.80, 相關(guān)性均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。APSIM模型可以較好地捕捉不同耕作措施下旱作麥田在生長(zhǎng)季排放的N2O，與實(shí)測(cè)值保持相似的規(guī)律均為T>NT>TS>NTS。主要原因?yàn)椴煌鞔胧┫峦寥览砘再|(zhì)和氮組分含量存在差異，免耕和秸稈覆蓋顯著增加了表層土壤容重、有機(jī)碳及土壤含水量[15]。一定程度上增加了微生物活動(dòng)，有利于春小麥吸收養(yǎng)分，減少土壤硝、銨態(tài)氮的殘留，從而降低了土壤N2O排放。但APSIM模型模擬值顯著低于實(shí)測(cè)值，且對(duì)于部分單個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)N2O排放通量和排放峰值存在一定誤差。

黃土丘陵地區(qū)主要?dú)夂蜃兓卣鞅憩F(xiàn)為溫度升高、降水時(shí)節(jié)分配不均。土壤N2O排放的主要來(lái)源是土壤微生物的硝化與反硝化作用，而溫度升高不僅影響硝化反硝化微生物活性，還影響著 N2O 在土壤中的運(yùn)輸與擴(kuò)散，是影響土壤 N2O形成的關(guān)鍵因素[16]。因此，在當(dāng)?shù)爻Ｓ玫?種耕作措施下分別探討日最高溫、最低溫變化對(duì)旱作麥田土壤N2O排放的影響規(guī)律，能對(duì)當(dāng)?shù)卮盒←溕a(chǎn)與減排提供針對(duì)性的指導(dǎo)。在APSIM模型驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，運(yùn)用模型對(duì)不同耕作措施下日最高、最低溫度升高耦合條件的旱作麥田土壤N2O進(jìn)行模擬，結(jié)果顯示：日最高溫度不變時(shí)，日最低溫度升高會(huì)增加N2O排放。增排效果表現(xiàn)為T>NT>TS>NTS。日最低溫度不變時(shí)，日最高溫度升高會(huì)減少N2O排放，減排效果表現(xiàn)為T>TS>NT>NTS。由于日最低溫度升高帶來(lái)的增排效應(yīng)大于高溫升高帶來(lái)的減排效應(yīng)，日最高溫、最低溫升高對(duì)N2O排放存在正互作作用。從研究結(jié)果分析，T處理下旱作麥田土壤N2O排放量對(duì)溫度升高比較敏感，不論是日最高溫升高帶來(lái)的減排效應(yīng)還是日最低溫度升高帶來(lái)的增排效應(yīng)都高于其他處理。主要是由于T處理土壤孔隙較大, 加速了土壤水分的蒸發(fā), 溫度升高更容易降低土壤含水量，促使土壤干濕交替變化加快，從而加速了N2O的產(chǎn)生與釋放[17]; 此外, 由于土壤擾動(dòng)力度大, 加強(qiáng)了土壤透氣性，可能將土壤從厭氧狀態(tài)改變?yōu)楦谎鯛顟B(tài)，雖能加強(qiáng)土壤硝化反應(yīng)但抑制了反硝化作用。NTS耕作措施相較于其他耕作措施增排效應(yīng)較小，這主要是由于秸稈只是覆蓋于土壤表面，土壤未經(jīng)擾動(dòng)，更利于土壤有機(jī)碳的固定，且土壤較為緊實(shí)，土壤容重大，濕度大[18]; 另一方面，秸稈覆蓋降低了土壤蒸發(fā)，利于保持土壤水分和土壤的厭氧環(huán)境。這與閆翠萍等[19]的研究基本一致。

本文運(yùn)用APSIM模型模擬旱作麥田土壤N2O排放時(shí)未考慮病蟲害、田間管理等因素的影響，后續(xù)需要進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

APSIM模型可以較準(zhǔn)確地模擬定西地區(qū)旱作春小麥不同耕作措施下土壤N2O氣體排放，累積排放量實(shí)測(cè)值與模擬值的歸一化均方根差(NRMSE)最大值為0.17，決定系數(shù)(R2)最小值為0.80, 相關(guān)性均達(dá)到顯著水平(P<0.05)；4種耕作措施下，日最低溫升高對(duì)N2O排放呈正效應(yīng)，日最高溫不變，日最低溫每升高0.5℃旱作麥田土壤N2O排放量在T、NT、TS和NTS處理下分別平均增排2.41%、2.36%、2.24%、1.92%；日最高溫升高對(duì)N2O排放呈負(fù)效應(yīng)，日最低溫不變，日最高溫每升高0.5℃旱作麥田土壤N2O排放量在T、NT、TS和NTS處理下分別平均減排1.68%、1.52%、1.28%、1.14%。日最低溫升高帶來(lái)的增排效應(yīng)大于日最高溫升高帶來(lái)的減排效應(yīng)。