加拿大新研究:泥炭基质栽培园艺植物的碳平衡与温室气体排放
泥炭基质在特色作物生产中被广泛应用。目前,针对泥炭自身的分解速率以及植物在泥炭混合基质中呼吸动态的认识仍较为有限。加拿大麦吉尔大学的科研团队,以食用作物生菜(Lactuca sativa)和观赏植物矮牵牛(Petunia sp.)为研究对象,将其栽培于泥炭基质基质中,连续监测3至4个月内测定二氧化碳(CO₂)、氧化亚氮(N₂O)和甲烷(CH₄)的气体交换通量。研究采用放射性碳同位素技术,将生态系统呼吸区分为自养呼吸(AR)和异养呼吸(HR),并进一步估算了根系对泥炭异养呼吸的激发效应。相关研究成果以《Carbon balance and greenhouse gas emissions from horticultural plants grown in peat-based growing media 》(泥炭基质栽培中园艺植物的碳平衡与温室气体排放)为题,发表《Frontiers in Horticulture》(园艺前沿)期刊。主要研究结果如下:
1、氧化亚氮的平均排放量为2.69±3.47毫克/(平方米•天),而甲烷排放量变化较大且数值较小。单独泥炭基质的异养呼吸平均为0.28±0.15 克二氧化碳-碳/(平方米•天)。
2、生菜栽培的花盆,其生态系统净交换量和生态系统呼吸平均测量值分别为-1.17和2.09克二氧化碳-碳/(平方米•天)。
3、种植矮牵牛的花盆,其生态系统净交换量和生态系统呼吸平均测量值分别为-0.62和2.96克二氧化碳-碳/(平方米•天)。
4、若不考虑激发效应,泥炭异养呼吸对生菜和矮牵牛总生态系统呼吸的贡献率分别为9%和13%。而基于放射性碳同位素的区分结果显示,泥炭异养呼吸分别占生菜和矮牵牛总生态系统呼吸的10%和18%,表明矮牵牛中存在统计上显著的正向激发效应(p=0.007),而生菜中未观察到。
该研究的测量结果为泥炭基质中栽培的园艺植物的温室气体排放提供了基础依据。