Влияние обработки почвы, последовательности севооборота и азотного удобрения на выбросы диоксида углерода из сухих почв и содержание углерода

Требуются приемы управления для снижения выбросов CO2 из сухих почв и увеличения секвестрации C. Мы оценивали влияние систем обработки почвы и комбинаций последовательности севооборота и азотного удобрения на биомассу сухоплодных культур (стебли + листья), поток CO2 с поверхности почвы и содержание C в почве (0–120 см) на лёссоватой суглинистой почве Williams с мая по октябрь в 2006–2008 гг. в восточном Монтане. Обрабатываемые варианты включали: нулевой обработкой (no-till) непрерывный солодовый ячмень (Hordeum vulgaris L.) (NTCB), нулевой обработкой ячмень–горох (Pisum sativum L.) (NTB-P), нулевой обработкой ячмень–пар (NTB-F) и традиционной обработкой ячмень–пар (CTB-F), каждый с 0 и 80 кг N ha(-1). Измерения проводились как в фазе I (ячмень в NTCB, горох в NTB-P и пар в NTB-F и CTB-F), так и в фазе II (ячмень во всех последовательностях) каждого севооборота в каждый год. Биомасса культур варьировала по годам, была больше в фазе ячменя, чем в фазе гороха в варианте NTB-P, и в 2 из 3 лет была выше в NTCB и NTB-P, чем в NTB-F и CTB-F. Аналогично, биомасса была больше при 80, чем при 0 кг N ha(-1) в 1 из 3 лет. Поток CO2 из почвы увеличивался с 8 мг C m(-2) h(-1) в начале мая до 239 мг C m(-2) h(-1) в середине июня по мере повышения температуры, а затем снижался до 3 мг C m(-2) h(-1) в сентябре–октябре. Пики потока наблюдались сразу после значительных осадков (>10 мм), особенно в NTCB и NTB-P. Кумулятивный поток CO2 с мая по октябрь был выше в 2006 и 2007 гг., чем в 2008 г., выше в фазах с посевом, чем в паровых фазах, и выше в NTCB, чем в NTB-F. Обработка почвы не влияла на биомассу культур и поток CO2, тогда как азотное удобрение оказало переменное влияние на поток в 2008 г. Аналогично, суммарное содержание C в почве не зависело от обработок. Переход на ежегодные посевы увеличивал поток CO2 по сравнению с системой «посев–пар», вероятно, за счет увеличения поступления остатков культур в почву и увеличения корневого и ризосферного дыхания. Включение гороха в ротацию с солодовым ячменем в системе no-till, что известно способностью снижать нормы азотного удобрения и сохранять урожайность солодового ячменя, привело к потоку CO2, сопоставимому с последовательностью CTB-F.