目前关于农田耕作管理措施下,cbbL细菌对不同水平土壤碳饱和亏缺(SCSD)的响应机制仍不清楚。因此我们研究了长期免耕秸秆还田(NT)和常规耕作(CT)措施下,SCSD对cbbL细菌丰度和多样性的影响。结果表明,相比于CT,NT降低了SCSD,降低了cbbL细菌的丰度和香农指数,改变了cbbL细菌的群落结构。另外,土壤碳饱和和cbbL基因数量存在显著正相关关系,但是与cbbL基因多样性之间不存在相关关系。综上,低SCSD限制了cbbL细菌的丰度,但是对cbbL细菌的多样性没有影响。因此,关于cbbL细菌固碳速率和能力的研究,应该建立在耕作措施对cbbL细菌丰度和多样性影响的基础上。我们的研究揭示了土壤固定CO2过程中生物机制和物理化学机制之间存在的关系,对于CO2的固定机制研究具有重要意义。
以更少的环境代价生产更多的食物是当前全球面临的重要挑战。当前,地膜覆盖技术已成为农业生产中提高作物产量的重要措施,但其对作物生产温室气体排放的影响仍不清楚。本研究的主要目标是定量评价地膜覆盖对作物生产生命周期温室气体排放的影响,并提出相应的削减策略。本研究选取黄土高原春玉米农田作为研究地点,通过2015-2018年4年田间试验,对裸地栽培、常规地膜覆盖栽培和免耕一膜两用栽培体系下的单位面积、单位产量和单位经济产出碳足迹进行了系统评价。评价结果表明,与裸地栽培相比,常规地膜覆盖在4年田间实验中使玉米平均产量提高了24%,但同时使得单位面积碳足迹增加了69%,其中59%由地膜材料的投入引起,10%由地膜覆盖期间土壤N2O排放增加引起。常规地膜覆盖所带来的产量增加并不能抵消其所引发的碳足迹增加,其使得单位产量和单位经济产出碳足迹均增加了36%。改常规覆盖栽培为免耕一膜两用栽培后,作物产量并没有降低,但由于地膜材料投入量、N2O排放和机械燃油的降低,单位面积碳足迹降低了21%,单位产量和单位经济产出碳足迹降低了23%。与裸地栽培相比,免耕一膜两用栽培下的单位产量和单位经济产出碳足迹仅高出5%。这一研究表明减少地膜投入量对于低碳农业发展十分必要,而采用免耕一膜两用代替常规地膜栽培有望在保障作物高产的同时实现碳足迹的有效削减。