李釗，劉帥，丁艷宏，孫文浩，高曉東，趙西寧*

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2.西北農(nóng)林科技大學(xué)旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 楊凌 712100；3.中國(guó)科學(xué)院水利部水土保持研究所，陜西 楊凌 712100）

氣候變化已成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，其給人類賴以生存的環(huán)境帶來(lái)很多嚴(yán)峻問(wèn)題和挑戰(zhàn)。溫室氣體（CH4、CO2和N2O）排放是引起氣候變化的主要原因之一[1]，因此如何減少溫室氣體排放引起了眾多學(xué)者的關(guān)注。研究表明，我國(guó)農(nóng)業(yè)活動(dòng)所帶來(lái)的碳排放占排放總量的16%，其中由農(nóng)業(yè)活動(dòng)造成的CO2、CH4和N2O 排放量分別約占全球排放總量的12%、50%和60%[2-3]。國(guó)家實(shí)施退耕還林（草）工程以來(lái)，蘋果產(chǎn)業(yè)已成為黃土高原地區(qū)有效應(yīng)對(duì)退耕后耕地大面積減少及促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，也是保障國(guó)家退耕還林（草）工程持續(xù)健康發(fā)展的重要著力點(diǎn)。以陜西省為例，截至2018年，在“北擴(kuò)西進(jìn)”戰(zhàn)略布局推進(jìn)下，蘋果林面積達(dá)59.757萬(wàn)hm2，產(chǎn)量突破1 008.69萬(wàn)t，占我國(guó)總產(chǎn)量的四分之一，占世界總產(chǎn)量的七分之一[4]。但是在蘋果林推廣過(guò)程中，粗放的管理方式不僅導(dǎo)致產(chǎn)量低下，更加劇了土壤退化、土壤肥力下降，增加了溫室氣體排放，進(jìn)而導(dǎo)致一系列環(huán)境問(wèn)題[5]。因此，在果園管理過(guò)程中如何減少土壤溫室氣體排放成為黃土高原亟待解決的問(wèn)題之一。

大量學(xué)者已經(jīng)研究了如何通過(guò)改善管理及耕作措施、合理施肥灌溉等多種途徑減少土壤溫室氣體的排放，如秸稈覆蓋、秸稈還田、水分管理等[6-8]。目前，關(guān)于施加土壤改良劑對(duì)溫室氣體排放的研究也較多，但由于改良劑種類繁多及研究環(huán)境的不同，研究結(jié)果也有所差異。眾多研究表明，生物炭添加到土壤后可明顯抑制土壤溫室氣體排放[9]。Barracosa 等[10]的研究指出，施加生物炭后，N2O 的排放量可減少36%，但是對(duì)CO2、CH4的影響不明顯，這可能與施加環(huán)境有關(guān)。目前，有關(guān)生物炭對(duì)溫室氣體排放的影響研究多集中在早稻田和農(nóng)田[11-12]。微生物菌劑類如膠質(zhì)芽孢桿菌與枯草芽孢桿菌等改良劑的相關(guān)研究主要關(guān)注其對(duì)土壤理化性質(zhì)的改良效果，并未對(duì)其在溫室氣體排放的影響方面給予充分的研究，在果園中的研究則更是鮮有報(bào)道[13-14]。因此，本研究選用幾種不同的土壤改良劑，探討旱地果園溫室氣體排放效果，以期為果園固碳減排提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在陜西省延安市寶塔區(qū)河莊坪鎮(zhèn)余家溝村山地蘋果園示范基地（109°21′24″ E，36°41′15″ N，海拔1 277 m）進(jìn)行，該地區(qū)為典型的黃土高原丘陵溝壑區(qū)，屬于干旱半干旱氣候，年平均風(fēng)速1.2 m·s-1，年均降雨量500 mm 左右，年內(nèi)降雨主要集中在7—9月，占全年降水量的73%左右，年均氣溫為9.4 ℃，年總輻射量為 492.6 kJ·cm-2，無(wú)霜期 170～186 d。土壤類型為黃綿土。試驗(yàn)地土壤理化性質(zhì)：容重1.3 g·cm-3，pH 7.81，土壤有機(jī)碳含量2.69 g·kg-1，全氮含量0.3 g·kg-1，田間持水量約24%。

試驗(yàn)共設(shè)置4 個(gè)處理，布設(shè)在同一水平梯田上，分別為空白對(duì)照處理（CK）、施加膠質(zhì)芽孢桿菌處理（JZ）、施加枯草芽孢桿菌處理（KC）及施加生物炭處理（BC）。由于研究區(qū)存在蘋果樹(shù)枝過(guò)剩問(wèn)題，試驗(yàn)選擇以蘋果樹(shù)枝為主要原材料的生物炭為其中一種土壤改良劑，該生物炭源自陜西億鑫生物能源科技開(kāi)發(fā)有限公司，在500 ℃高溫?zé)o氧條件下裂解，粒徑為0.02～2 mm，有機(jī)碳含量306.25 g·kg-1，全氮含量8.97 g·kg-1，pH 8.98；其他兩種改良劑均來(lái)自濟(jì)南金華峰輝生物科技有限公司，膠質(zhì)芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌的有效活菌數(shù)分別為≥2.0×1010CFU·g-1和≥5.0×109CFU·g-1。供試果樹(shù)為山地紅富士蘋果，樹(shù)齡15 a，行距為4.5 m×4.5 m，樹(shù)高平均2.5 m，平均冠幅半徑為2.3 m。試驗(yàn)地為旱地雨養(yǎng)果園，修剪拉枝和土壤管理等措施均完全相同，為避免施肥影響試驗(yàn)結(jié)果，果園均未施肥。為使改良劑發(fā)揮作用且降低對(duì)果樹(shù)根系的傷害，施加改良劑的位置在樹(shù)冠2/3處，即距樹(shù)干150 cm 的環(huán)形帶，環(huán)形帶寬度為60 cm，通過(guò)人工方式將改良劑翻入土壤，并與0～60 cm 土層土壤混合均勻。參考已有文獻(xiàn)的最適用量[15-16]，確定生物炭用量為65 t·hm-2，膠質(zhì)芽孢桿菌及枯草芽孢桿菌用量均為20 t·hm-2。每個(gè)處理選取3 株長(zhǎng)勢(shì)相似的果樹(shù)作為重復(fù)，在果樹(shù)施加改良劑的環(huán)帶上隨機(jī)設(shè)置1 個(gè)溫室氣體排放監(jiān)測(cè)點(diǎn)，共設(shè)置12 個(gè)；土壤水分監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)在環(huán)帶上，每個(gè)重復(fù)環(huán)帶上等分3點(diǎn)設(shè)置，共計(jì)36個(gè)。在溫室氣體排放監(jiān)測(cè)點(diǎn)處布置1組地溫計(jì)，共布置12組。具體試驗(yàn)布置如圖1所示。

試驗(yàn)期間研究區(qū)溫度和降雨量變化如圖2 所示。2019 年全年降水累計(jì)總量為608 mm，降水主要集中在8月份，其降水量約占試驗(yàn)期內(nèi)降水總量的50%。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目

1.2.1 溫室氣體監(jiān)測(cè)

采用靜態(tài)暗箱-氣相色譜法測(cè)定土壤CH4、N2O和CO2排放通量，采樣時(shí)間為6—10月，每7 d進(jìn)行一次，氣體采集時(shí)間為8：30—11：30。改良劑施用后在環(huán)帶上選取地表相對(duì)平坦的區(qū)域安放底座，采樣箱規(guī)格為50 cm×50 cm×50 cm，頂箱外覆蓋白色優(yōu)質(zhì)保溫棉，防止太陽(yáng)輻射下采樣箱壁和采樣箱內(nèi)空氣溫度升高，保證箱內(nèi)溫度在測(cè)量期間恒定，以減小溫度帶來(lái)的誤差；采樣箱內(nèi)裝有小型風(fēng)扇，采樣時(shí)通電持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，以充分混勻箱內(nèi)氣體。

采樣時(shí)將采樣箱放置在底座上并用水密封，扣箱后0、10、20、30 min時(shí)用60 mL注射器通過(guò)插在采樣箱中部采氣孔的橡膠長(zhǎng)軟管從采集箱內(nèi)抽取200 mL氣體轉(zhuǎn)存于鋁塑復(fù)合氣袋中，并于當(dāng)天采用Agilent 7890A氣相色譜儀測(cè)定氣體樣品中的CH4、CO2和N2O。

采樣當(dāng)天應(yīng)為天氣晴朗或多云天氣，降雨（一般超過(guò)20 mm）后分別在第1、2、3、5 d 和7 d 采集氣體，若遇連續(xù)間隔降雨，則在降雨期間連續(xù)監(jiān)測(cè)，以最后一次降雨為準(zhǔn)，連續(xù)測(cè)定后恢復(fù)之前的頻率。

1.2.2 土壤含水量測(cè)定

采用Trime-TDR 土壤水分測(cè)定儀監(jiān)測(cè)土壤含水量，測(cè)量深度為0～100 cm 土層，每 10 cm 土層測(cè)定一次，測(cè)定時(shí)間同采氣時(shí)間同步。土壤孔隙含水率[17]計(jì)算公式如下：

式中：WFPS為土壤孔隙含水率，%；θ為各土層體積含水率，%；γ為土壤容重，g·cm-3。

1.2.3 土壤溫度

采用直角地溫計(jì)測(cè)量土壤溫度，在收集溫室氣體時(shí)同步測(cè)定 5、10、15、20 cm 和 25 cm 處的土壤溫度，分別測(cè)定溫室氣體開(kāi)始及結(jié)束收集時(shí)的土壤溫度。

1.2.4 氣象數(shù)據(jù)

由布設(shè)在田間的自動(dòng)氣象站監(jiān)測(cè)氣象數(shù)據(jù)，包括降雨量、風(fēng)速、氣壓、太陽(yáng)輻射、空氣溫濕度等。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

（1）溫室氣體排放通量采用Adviento-Borbe 等[18]的計(jì)算方法，計(jì)算公式為：

式中：F為氣體排放通量，CH4、CO2和 NO2的單位分別為 mg·m-2·h-1、mg·m-2·h-1和 μg·m-2·h-1；H為采樣箱高度，m；M為氣體的摩爾質(zhì)量，g·mol-1；P為采樣點(diǎn)氣壓，Pa；R為普適氣體常數(shù)，8.314 Pa·m3·mol-1·K-1；T為采樣時(shí)箱內(nèi)溫度，℃。

溫室氣體累積排放量（ω）計(jì)算公式如下：

式中：ω為土壤 CH4（CO2或 N2O）的排放總量，kg·hm-2；Ri為第i次采樣時(shí)CH4（CO2或N2O）的日排放通量，mg·m-2·d-1；Di為第i次采樣到第i+1 次采樣間隔的天數(shù)，d。

（2）使用SPSS 25.0 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，使用最小顯著性差異法（LSD）在0.05 的顯著性水平上進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同改良劑對(duì)土壤水熱的影響

不同處理土壤WFPS 變化趨勢(shì)基本一致（圖3），在6月末—8月初土壤水分含量較低，受降雨影響，在8—10 月土壤水分含量較高。CK、JZ、KC 和 BC 處理0～100 cm 平均WFPS 分別為43.94%、47.98%、39.52%和41.24%。不同土層平均WFPS大小分別為：表層JZ＞BC＞KC＞CK，中層 JZ＞CK＞KC＞BC，深層 JZ＞CK＞BC＞KC。且CK、JZ 和 KC 均表現(xiàn)為中層＞深層＞表層，BC表現(xiàn)為表層＞深層＞中層。與CK相比，JZ、KC和BC表層（0～20 cm）WFPS 分 別 增 加 19.41%、1.83% 和16.29%；中層（20～60 cm）土壤 JZ 增加7.47%，KC 和BC 分別降低16.32%和18.13%；深層（60～100 cm）土壤 JZ 增 加 2.46%，KC 和 BC 分 別 降 低 13.43% 和12.29%。JZ WFPS 高于其他處理，在 0～20 cm 土層較CK 增加效果顯著（P＜0.05）；BC 在0～30 cm 水分較高，10～20 cm 保水效果顯著（P＜0.05），在30～100 cm 低于CK，50～60 cm 差異顯著（P＜0.05）；KC 在0～20 cm 高于CK，而在 20～100 cm 低于 CK，在 50～70 cm 時(shí)差異顯著（P＜0.05）。

不同處理0～25 cm 平均土壤溫度變化均呈下降趨勢(shì)（圖4），CK、JZ、KC 和BC 處理平均土壤溫度分別為 17.4、17.5、17.7 ℃和 16.9 ℃。0～5 cm 土壤溫度受氣溫影響波動(dòng)幅度較大，20～25 cm 土壤波動(dòng)幅度較小，較為穩(wěn)定。6 月 25 日—7 月 15 日 BC 處理 10～25 cm 土壤溫度較 CK 低；在 8 月 26—27 日累計(jì)降雨 20 mm 后，各處理土壤溫度下降，BC 較 CK 在 10～20 cm土層溫度低 2.85 ℃，JZ 和 KC 較 CK 在 0～10 cm 土層溫度高0.86 ℃和 1.57 ℃；在 10 月18—19 日累計(jì)降雨0.4 mm 后，BC較其他處理土壤溫度最低，為19.08 ℃，但是不同處理與不同土層之間均無(wú)顯著差異。

2.2 不同改良劑對(duì)溫室氣體排放的影響

2.2.1 對(duì)CH4排放的影響

不同處理CH4排放通量均為負(fù)值（圖5），在旱地果園中表現(xiàn)為CH4的匯。不同處理變化趨勢(shì)表現(xiàn)出相同的季節(jié)變化規(guī)律，但各處理間CH4的吸收總量差異不顯著，CK、JZ、KC 和 BC 吸收總量分別為 1.64、1.38、1.42 kg·hm-2和1.17 kg·hm-2，3 種改良劑處理低于CK 處理?？梢?jiàn)，土壤改良劑會(huì)降低旱地果園CH4吸收效果。

2.2.2 對(duì)CO2排放的影響

不同處理CO2排放通量（圖6）在8 月達(dá)到最大，之后排放通量逐漸減小。在8月5—11日的連續(xù)監(jiān)測(cè)中，5日各處理CO2排放較少，隨著溫度的回升，8日排放最高達(dá)到 314.52～704.53 mg·m-2·h-1。在 8 月 27 日—9月1日的連續(xù)監(jiān)測(cè)中，27日排放通量達(dá)到最低，隨后排放量逐漸升高。CO2累計(jì)排放通量大小依次為CK＞JZ＞KC＞BC，BC 處理累計(jì)排放總量為5 922.2 kg·hm-2，CK、JZ 和 KC 較 BC 分別增加 40.5%、40.4% 和34.9%。與CK 處理相比，BC 極顯著降低了CO2排放（P＜0.001），JZ和KC無(wú)顯著差異。

2.2.3 對(duì)N2O排放的影響

不同處理土壤N2O 排放整體趨勢(shì)一致，均隨著時(shí)間的延長(zhǎng)排放通量逐漸降低（圖7）。在8 月5—11 日的連續(xù)監(jiān)測(cè)中，5 日出現(xiàn)N2O 排放通量的峰值，CK、JZ、KC 和 BC 處理分別為 24.28、38.09、22.09 μg·m-2·h-1和49.46 μg·m-2·h-1。8月27日—9月1日各處理維持在較低的水平。CK、JZ、KC 和BC 累計(jì)排放通量分別為 0.31、0.29、0.34 kg·hm-2和 0.64 kg·hm-2。BC 排放通量較CK 增加103%（P＜0.01），JZ、KC 與 CK 處理無(wú)顯著差異（P＞0.05）。

2.3 環(huán)境因子對(duì)溫室氣體排放的綜合影響效應(yīng)及評(píng)價(jià)

綜合分析土壤溫度和土壤水分對(duì)氣體排放通量的影響見(jiàn)表1、表2、表3，所有處理CO2排放通量與土壤溫度呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），JZ、KC 和BC 處理CO2通量與表層土壤水分呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01）。通過(guò)分析N2O 排放通量發(fā)現(xiàn)，CK 處理與各層土壤水分均呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），KC處理只與0～60 cm土壤水分呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），JZ 和BC 處理與土壤溫度呈顯著正相關(guān)。不同處理土壤溫度和水分與CH4排放通量無(wú)顯著相關(guān)性。

表1 不同處理土壤溫度、水分與CH4相關(guān)分析Table 1 Correlation analysis of soil temperature，moisture and CH4 emission flux under different treatments

表2 不同處理土壤溫度、水分與CO2相關(guān)分析Table 2 Correlation analysis of soil temperature，moisture and CO2 emission flux under different treatments

表3 不同處理土壤溫度、水分與N2O相關(guān)分析Table 3 Correlation analysis of soil temperature，moisture and N2O emission flux under different treatments

3 討論

3.1 不同改良劑對(duì)土壤水熱的影響

土壤改良劑對(duì)土壤保水作用效果顯著，所以廣泛應(yīng)用于土壤的改良[19]。在本研究中，JZ處理表層土壤保水效果最佳，可能是因?yàn)槟z質(zhì)芽孢桿菌能夠產(chǎn)生胞外多糖和莢膜多糖，對(duì)改善土壤結(jié)構(gòu)、促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成具有一定的作用效果，進(jìn)而提高了土壤的保水能力[20]。BC 在 0～20 cm 保水效果較好，這與生物炭本身特性相關(guān)，多孔隙生物炭能夠吸持土壤水分，同時(shí)降低土壤容重[21]，增大了土壤持水能力；而在50～60 cm 水分較CK 顯著降低，可能是因?yàn)橥寥辣韺又械纳锾课至舜罅克郑瑢?dǎo)致入滲量減少，水分大都集中在土壤表層，深層土壤含水量降低?？莶菅挎邨U菌自身會(huì)產(chǎn)生絮凝劑，吸水后呈現(xiàn)凝膠狀態(tài)，可以保水減滲，同時(shí)改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，增大水穩(wěn)性團(tuán)聚體占比，進(jìn)而提高表層土壤水分。KC 處理表層土壤水分略高，深層較低，50～70 cm 土層水分顯著降低，可能是因?yàn)榭莶菅挎邨U菌促進(jìn)果樹(shù)根系的生長(zhǎng)發(fā)育[22]，加快了根系對(duì)土壤水分的吸收利用，導(dǎo)致該層土壤耗水加劇。

本研究中，生物炭有降低土壤溫度的效果，但并不顯著。這可能是因?yàn)樯锾孔陨淼亩嗫紫督Y(jié)構(gòu)導(dǎo)致土壤容重減小，土壤總孔隙度增加[23]，良好的孔隙結(jié)構(gòu)可以保持水分，增大比熱容，并滯后升溫過(guò)程。Ding等[24]研究表明，生物炭減少進(jìn)入土壤的熱量以及熱量散失，從而減少土壤溫度的波動(dòng)。膠質(zhì)芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌在0～20 cm 土層會(huì)增加土壤溫度，在20～25 cm 土層則呈現(xiàn)降溫的效果，但無(wú)顯著差異。這可能是因?yàn)閮煞N微生物的數(shù)量增多、活性增強(qiáng)、呼吸作用增強(qiáng)，致使更多的熱量產(chǎn)生。

3.2 不同改良劑對(duì)CH4排放的影響

目前，關(guān)于旱地CH4的排放多表現(xiàn)為匯[25]，與本研究結(jié)果一致，但施加改良劑后吸收量較小。本研究分析了CH4排放與土壤溫度、土壤水分的相關(guān)性，但均表現(xiàn)為不相關(guān)，這進(jìn)一步說(shuō)明土壤溫度和土壤水分在本研究中不是影響CH4排放的主要因素。CH4主要是在缺氧條件下由產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生。本研究中施加改良劑后CH4排放量均大于CK，這主要是由于施加改良劑增加了土壤微生物和土壤酶的活性[13-14，26]，微生物活動(dòng)的加劇增加了土壤耗氧量，使土壤中可能形成厭氧環(huán)境，導(dǎo)致產(chǎn)甲烷菌活動(dòng)加劇，促進(jìn)了CH4排放。本研究中，3種改良劑CH4累計(jì)吸收量大小為：BC＜JZ＜KC。大部分研究表明，施加生物炭后CH4吸收量增大[12]，但本研究結(jié)果與之相反，這主要是由于生物炭與其他改良劑相比，施入土壤后使土壤呈弱堿性（CH4最適氧化pH 范圍為4～6），不利于CH4吸收。本研究中，BC 處理對(duì) CH4吸收效果最差，與 Song 等[27]研究得出旱地土壤施加生物炭后CH4吸收量大幅增加的結(jié)果不一致，這可能與土壤類型有關(guān)。本研究中，JZ 和KC 處理CH4吸收量低于CK，可能是因?yàn)槲⑸锞鷦┦┤胪寥篮?，?huì)增加有益菌的數(shù)量[28]和微生物群落的多樣性[29]，導(dǎo)致微生物呼吸加劇，形成厭氧環(huán)境，從而不利于土壤CH4的氧化。

3.3 不同改良劑對(duì)CO2排放的影響

生物因素、非生物因素及人為因素都會(huì)對(duì)土壤CO2排放產(chǎn)生重要影響，而土壤溫度和水分兩種環(huán)境因子在非生物因素中起主要作用[30]。研究表明，較低的土壤溫度會(huì)減少CO2排放[31]。在本研究中，各處理CO2排放與土壤溫度呈極顯著正相關(guān)，BC 處理CO2排放量最少，可能是因?yàn)橥寥罍囟容^低，微生物活動(dòng)減弱，土壤呼吸速率降低，減少了土壤CO2排放。CK、JZ和KC 處理土壤溫度相差較小，土壤呼吸速率基本一致，沒(méi)有顯著增加或減少CO2排放。旱地土壤水分是制約微生物活性的重要因素[32]，微生物活性對(duì)水分的敏感性遠(yuǎn)大于溫度。本研究中，施加改良劑處理CO2排放與表層土壤水分呈極顯著負(fù)相關(guān)。BC 處理顯著增加表層土壤水分，并顯著降低了CO2排放。可能是水分增加后，微生物活動(dòng)在一定程度上加劇，但是生物炭本身大孔隙、大比表面積會(huì)吸附土壤中的CO2以及活性酶，降低碳分解速率[33]，也會(huì)促進(jìn)土壤形成芳烴等大分子物質(zhì)[34]，不利于微生物的分解作用，減少土壤碳排放。同時(shí)，較高的C/N 限制微生物活動(dòng)，降低了土壤呼吸速率[35]。JZ處理顯著增加土壤水分，但是CO2排放同CK 無(wú)顯著差異，可能是因?yàn)槟z質(zhì)芽孢桿菌在增加微生物數(shù)量、促進(jìn)土壤呼吸的同時(shí)，改善了土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了團(tuán)聚體的形成[20]，因此并沒(méi)有因?yàn)槲⑸锖粑募觿《黾覥O2排放。KC 處理表層水分、CO2排放同CK 無(wú)顯著差異，可能是較低的表層土壤水分限制了微生物的活性，不利于微生物呼吸增加 CO2排放[29]。

3.4 不同改良劑對(duì)N2O排放的影響

土壤中N2O 主要由硝化作用和反硝化作用產(chǎn)生，而土壤水分、土壤溫度會(huì)對(duì)其產(chǎn)生重要影響。本研究中，BC 和JZ 處理土壤溫度和N2O 排放顯著正相關(guān)。BC 和JZ 處理顯著增加表層土壤水分，表層土壤平均WFPS 分別為44.82%和45.66%，適宜土壤微生物活動(dòng)，此時(shí)溫度成為N2O 排放的主要影響因素。本研究中，BC 處理N2O 排放總量顯著高于其他處理，這與前人研究結(jié)果[36-37]不一致，可能是土壤溫度處于硝化作用最適溫度范圍內(nèi)，硝化作用加劇，同時(shí)，生物炭會(huì)提高土壤有機(jī)碳含量，為硝化反硝化作用提供良好的條件，進(jìn)而增加 N2O 排放[38]。JZ 處理溫度較 BC 高，但施加大量膠質(zhì)芽孢桿菌后，微生物間營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)加強(qiáng)[29]，因此不利于硝化細(xì)菌產(chǎn)生N2O。本研究中，CK 和KC處理土壤水分和N2O 排放顯著負(fù)相關(guān)，KC 處理表層土壤水分較低，對(duì)微生物活動(dòng)有一定影響，同時(shí)，土壤施加枯草芽孢桿菌后，競(jìng)爭(zhēng)作用、拮抗作用及溶菌作用[39]等均不利于硝化作用產(chǎn)生N2O。

4 結(jié)論

（1）生物炭和膠質(zhì)芽孢桿菌可以顯著增加土壤表層含水量，各處理下土壤溫度沒(méi)有顯著差異。

（2）各處理CH4吸收總量差異不顯著，累計(jì)吸收量大小為 BC＜JZ＜KC＜CK。CO2排放總量 BC 處理顯著低于其他處理，N2O 排放總量顯著高于其他處理，JZ、KC和CK處理間無(wú)顯著差異。

（3）旱地果園CH4排放與土壤水分和溫度無(wú)顯著相關(guān)性。CO2排放與土壤溫度極顯著正相關(guān)，JZ、KC和BC 處理CO2排放與表層土壤水分呈極顯著負(fù)相關(guān)。JZ 和BC 處理N2O 排放與土壤溫度極顯著正相關(guān)，CK 和KC 處理N2O 排放與表層土壤水分呈極顯著負(fù)相關(guān)。

綜上，生物炭在保水、固碳及減排上綜合效果最好，是一種較為合適的土壤添加劑。