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摘 要：针对烤烟不同施肥措施，研究烤烟生态系统的碳收支，为提升烟田碳管理及农田碳汇测算提供依据。以贵州省龙岗长期定位试验为平台，选择不施肥（CK）、单施化肥（NPK）、化肥配施厩肥（NPK+M）、化肥配施生物有机肥（NPK+BM）4个处理，于2015—2017年对烤烟碳固定及生长季CO2排放进行监测。研究结果显示，长期施化肥可以大幅度提高烤烟碳同化量，NPK处理烤烟碳累积量是CK的3.09倍。NPK+M、NPK+BM碳累积量较NPK处理分别提高了2.70%和12.43%。施肥提高了莖碳的分配比例，降低了叶碳分配比例，对根碳比例影响不显著。不施肥处理CO2累积排放量为7 194.58 kg/hm2，施化肥处理CO2累积排放量较不施肥处理增加了22.99%，NPK+M处理CO2累积排放量较NPK显著提高了23.65%。施肥处理碳生态效率显著高于不施肥处理。在不施肥条件下烤烟生态系统为大气CO2的碳源，单施化肥下烤烟生态系统碳汇量为132.65 kg/hm2，有机肥和生物有机肥处理碳汇量分别达到了869.41和740.99 kg/hm2。由此可见，施肥可促进烤烟碳累积，提高了碳生态效率，使烟田生态系统对大气而言为“碳库”。
关键词：烤烟;CO2排放;碳固定;碳平衡;施肥
Abstract： In view of the fertilization measures of flue-cured tobacco， the carbon budget of flue-cured tobacco ecosystem was studied to provide basis for improving carbon management in tobacco fields and calculating carbon sink in farmlands. Based on the long-term positioning experiment in Longgang， Guizhou Province， four experimental treatments were selected in 2015-2017， including no fertilizer （CK）， single fertilizer （NPK）， fertilizer with manure （NPK+M）， fertilizer with bio-organic fertilizer （NPK+ BM）， to study the carbon accumulation and CO2 emission of the flue-cured tobacco ecosystem. The results showed that long-term application of chemical fertilizers can significantly improve the carbon assimilation of tobacco. The carbon accumulation of the NPK treatment is significantly higher than CK， being 3.09 times of CK. Compared with the NPK treatment， the carbon accumulation of NPK+M and NPK+BM increased by 2.7% and 12.43%， respectively. Fertilization increased the distribution ratio of stem carbon， reduced the distribution ratio of leaf carbon， but had no significant effect on the root carbon ratio. The CO2 emission of non-fertilization treatment was 7 194.58 kg/hm2， which was increased by 22.99% compared with that of the non-fertilization treatment. The CO2 emission of the manure combined with fertilizer treatment was higher than that of the single fertilization treatments， and the CO2 emission of the NPK+M treatment was 23.65% higher than that of the NPK treatment. The ecological efficiency of carbon under the fertilization treatments was significantly higher than that of the non-fertilization treatment. With no fertilization， the flue-cured tobacco ecosystem is the carbon source to atmospheric CO2. With single fertilization， the carbon sink is 132.65 kg/ha in the flue-cured tobacco ecosystem. The carbon sink of the organic fertilizer and bio organic fertilizer treatments are 869.40 kg/ha and 740.99 kg/ha， respectively. Single application of chemical fertilizers can promote the carbon accumulation of flue-cured tobacco， improve the carbon ecological efficiency， and make the tobacco field ecosystem a “carbon sink” for the atmosphere; Combined application of organic and inorganic fertilizers can increase the external carbon， and improve the carbon sink of the flue-cured tobacco ecosystem. Keywords： flue-cured tobacco; CO2 emission; carbon fixation; carbon budget; fertilization
农田生态系统碳库是全球碳库的重要组成部分，农田碳库的收支与平衡在全球碳循环中具有重要的作用。在全球气候变暖的背景下，农田生态系统CO2排放和碳平衡问题日渐成为关注的热点[1]。CO2排放作为农田生态系统有机碳的主要输出形式，影响着生态系统的碳平衡[2]。施肥是提升作物生产力的重要措施，不同施肥措施会影响土壤理化性质、微生物活性、作物生长，进而影响CO2排放[3]。近年来，针对施肥量[4-5]、施肥种类[6]、施肥方式[7]等对CO2排放的影响已有诸多研究。有研究表明施肥显著提升CO2排放[8]，也有研究显示施肥对CO2影响不显著[9]。但单纯通过土壤或土壤-作物系统CO2的排放无法评价施肥对大气温室气体CO2的全面影响，需要结合作物光合产物（生物量）来综合判断旱作土壤-作物系统作为大气温室气体CO2的源/汇关系[10]。烤烟是一种重要的经济作物，其管理方式与大田作物有诸多不同，尤其是对有机肥和氮肥的施用要求严格。贵州是我国主要烟叶产区，年产量位居全国第二，随着烤烟多年种植，出现土壤有机质含量和土壤微生物活性下降的现象，施用有机肥和生物有机肥已成为土壤保育的重要措施。因此本研究依托长期定位试验，通过2015—2017年3年的监测，研究烤烟现有管理方式下烤烟生态系统的碳收支，为农田碳汇测算及提升烟田碳管理提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验地点
本研究于2015—2017年在玉米烤烟轮作定位试验田进行，土壤为黄壤，壤质地为粉（砂）质壤土，其砂粒含量26.02%、粉粒含量61.37%、黏粒含量12.61%。2015年不同处理土壤性状如表1所示。该定位试验开始于2008年，位于贵州省贵阳市开阳县龙岗镇（E107°06′40.8″，N26°52′24.8″），该区属北亚热带季风湿润气候，冬无严寒，夏无酷暑，水热同季，无霜期240～265 d，年平均气温13.5～14.6 ℃，年日照时数948.2～1 084.8 h，年降雨量1 129.9～1 205.9 mm。2015—2017年的烤烟生长季温度和降水详见文献[11]。
1.2 试验设计
在定位试验选择不施肥（CK）、单施化肥（NPK）、化肥配施厩肥（NPK+M）、化肥配施生物有机肥（NPK+BM）4个处理，各处理施肥量如表2所示。由于定位试验无重复，为了增加数据的可信度，在每个小区进行了多點采样（3点）。
1.3 田间管理
烤烟肥料分两次施用，基肥用烤烟专用复混肥[m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=10∶10∶25]、过磷酸钙（P2O5：14%）和硫酸钾（K2O：51%）;厩肥为腐熟牛粪7500 kg/hm2（N：1.4%;P2O5：0.4%;K2O：2.1%;有机质：15.5%），生物有机肥750 kg/hm2，为南京农业大学提供（N 2.6%;P2O5 2.2%;K2O 2.8%;有机质45.2%）;磷肥、厩肥和生物有机肥在基肥中一次性施入。追肥施用硝酸铵（含N 35%）和硫酸钾（含K2O 51%），基肥采用条施、追肥采用穴施。
供试烤烟品种为K326，移栽密度为110 cm×55 cm，每个小区8垄，栽培烤烟240株。2015年，4月30日施基肥，5月1日移栽，6月14日施追肥。2016年，5月3日施基肥，5月4日移栽，6月1日施追肥。2017年，4月18日施基肥，4月24日移栽，5月31日追肥。施肥起垄后覆膜移栽，团棵期揭膜培土。整个烤烟生长季仅移栽时浇定根水，其他时期均无人工灌溉。其他田间管理制度，按照当地烤烟田间耕作栽培制度进行。
1.4 样品采集
1.4.1 气体样品采集 2015—2017年，采用静态箱-气象色谱法测定CO2排放。静态箱分为底座和箱体两部分[12]，底座和箱体尺寸均为长60 cm、宽50 cm、高30 cm;箱体采用不锈钢制作，外壁附有隔热材料，配有温湿度传感器。在每个试验小区内分别固定3个底座，使烟株位于底座中央;取样时，将箱体放置嵌入底座凹槽内，用水密封，保证静态箱内外空气不发生交换。烟苗较小时在静态箱内;烤烟移栽30 d后，近地烟茎被卡在箱体的中间，地上部冠层处于箱体之外。静态箱密封0～45 min内，每间隔 15 min用50 mL注射器采集气体，迅速转移到250 mL铝膜气样袋中（大连光明化工研究所生产）。采集完成后，带回实验室，采用气相色谱（HP 7890A）测定CO2浓度。自烤烟移栽起，每间隔15 d取一次样，气体样品采集时间在8：00—10：00进行[13]，分别在基肥和追肥施用后1、3、5、7 d增加气体采集频率。由于该区域降雨频繁，因此未在降雨后增加气体采集。
1.4.2 植株样品采集 烤烟打顶后，在每小区选择长势中等烟株3株进行标记，从下部叶开始随熟随采，并记录采集叶片的位置。为避免烤烟根系腐烂脱落，进入上部叶成熟期，采集整株。每次采集样品杀青烘干之后称重，并将样品分为根、茎（包含花絮及腋芽）、下部叶（底叶及1～6片叶）、中部叶（7～12片）、上部叶（13片以上）5个部分。将标记株样品粉碎，用TOC仪测定碳含量。
1.5 数据计算
（1）CO2排放计算[13]
应用45 min内采集的CO2含量变化，计算排放速率（k）：
式中C为CO2浓度（cm3/m3），t为时间（min），k为CO2排放速率[cm3/（m3·min）]，C0为常数。
烟田生态系统CO2排放通量（F）：
式中，F为CO2的排放通量[mg/（m2?h）]，常数60为时间换算，从分转换为小时。H为采样箱的有效高度（cm），T为采样时箱内平均气温（℃），常数44为CO2的摩尔质量（g/mol），k为CO2排放速率。 烤烟生长季CO2累积排放量（M）：
式中：M为CO2累积排放量（kg/hm2）;F为CO2排放通量[kg/（hm2·d）];i为采样次数;t为移栽后时间（d）。
（2）烤烟生长季碳生态效率[14]：
式中：CS是碳生态效率;CA是碳的吸收量（kg）;CT为碳的排放量（kg）。
（3）烤烟生态系统碳平衡=有机肥碳投入+烤烟碳固定-排放碳
1.6 统计分析
数据采用SPSS 20 统计软件进行分析，对各处理采用多点重复测量双因素方差分析，双因素分别为试验年份和施肥处理。
2 结 果
2.1 不同施肥措施下烤烟生态系统固碳特征
2.1.1 不同施肥措施对烤烟碳累积的影响 烤烟同化碳是烤烟生态系统碳的主要来源，3年烤烟平均固定碳量如图1所示。结果显示，不同施肥措施下烤烟碳累积量差异显著，其中CK烤烟碳累积量最低，仅为821.52 kg/hm2;NPK处理烤烟碳累积量显著高于CK，是CK的3.09倍。NPK+M、NPK+BM处理碳累积量显著高于NPK处理，分别为2 612.21和2 862.45 kg/hm2，比NPK处理分别提高了2.70%和12.43%，但NPK+M与NPK+BM处理间烤烟碳累积量无显著差异。从不同部位来看，NPK处理根、茎、叶均显著高于CK;NPK+M、NPK+BM叶的碳累积量显著高于NPK，分别提高18.75%和21.08%。不同处理产量表现为CK<NPK<NPK+BM< NPK+M，产量的变化与烤烟碳累积相一致，相关分析两者极显著正相关。表明施肥可以显著提高生态系统碳固定能力，并提高烤烟产量。
2.1.2 不同施肥措施下烤烟碳分配 烤烟碳在不同部位的分配如图2所示。烤烟根系碳占烟株碳总量的比例为19.18%～24.02%，不同处理间差异不显著。不同处理烟茎碳累积量占烟株总累积量的比例差异显著，其中CK处理烤烟茎碳分配比例最低，NPK、NPK+M、NPK+BM处理烤烟茎的分配比例较CK处理分别提高了39.78%、31.96%和36.45%。不同处理叶碳累积量占烟株总累积量的比例差异显著，其中CK处理叶碳分配比例最高，NPK+M、NPK+BM处理烟叶的分配比例显著低于CK，NPK处理烟叶碳的分配比例最低。表明施肥显著提高了碳在茎中分配比例，降低了叶碳比例。
2.2 不同施肥措施下CO2排放特征
2.2.1 不同施肥措施下CO2排放动态 通过3年数据的统计平均，不同处理下烤烟生态系统CO2排放动态如图3所示。研究结果显示，CO2排放速率在烤烟移栽初期（0～30 d）较低，团棵期之后烤烟快速生长，CO2的排放速率也迅速增加，至烤烟打顶期达到最大，之后开始下降。CO2排放动态与烤烟生长动态一致。从不同处理来看，在不施肥措施下，CO2排放速率在整个生长季均较低，单施化肥处理（NPK）大幅度提高了CO2排放速率。与NPK处理相比，NPK配施有机肥（厩肥）处理CO2排放速率在整个生长季均有增加;而NPK配施生物有机肥处理在移栽后0～50 d内CO2排放速率增加，之后CO2排放速率则降低，表明生物有机肥提高前期CO2排放速率，降低了烤烟生长后期CO2排放速率。
2.2.2 不同施肥措施下烤烟生长季CO2排放量 从排放总量上来看（图4），CK处理CO2排放最低，仅为7 194.58 kg/hm2。NPK处理CO2排放量显著高于CK，较CK增加了1 654.28 kg/hm2，增加了22.99%。NPK+M处理CO2排放量显著高于NPK，较NPK增加了2 092.71 kg/hm2，提高了23.65%;NPK+BM处理CO2排放量较NPK减少了140.70 kg/hm2，降低了1.59%。表明化肥配施厩肥使生态系统CO2排放增加，配施生物有机肥作用不显著。
2.3 不同施肥措施下碳生态效率
碳生态效率是指作物通过光合作用固定在体内的碳量与碳排放量的比值，是评估农业生产可持续性的指标之一[11]。从图5可以看出，在不施肥条件下（CK），烤烟生态系统碳生态效率为0.45。统计分析显示，NPK、NPK+M、NPK+BM处理CO2排放效率分别为1.16、1.09、1.26，三者碳生态效率显著高于CK，但三者之间没有显著差异，表明施肥可以提高碳的生态效率。
2.4 不同施肥措施下烟田生态系统碳平衡
图6显示，不施肥处理（CK）烤烟生态系统碳输入量小于碳输出量，烤烟生态系统对大气而言为“碳源”。NPK提高了烤烟的碳固定量，烤烟生态系统对大气而言为“碳汇”，碳汇量为132.65 kg/hm2。有機肥和生物有机肥处理由于有外源碳的输入，碳汇量增加，分别达到了869.40和740.99 kg/hm2。
3 讨 论
3.1 施肥对烤烟固碳的影响
植物光合作用是大气CO2向有机碳化合物转化的关键过程，不同营养管理方式影响着作物固定转化大气CO2的能力，进而影响着作物固定大气CO2的量。施肥会影响作物碳氮代谢[15]，同时影响作物产量及碳氮累积[16-17]。本研究显示，与不施肥相比，长期施化肥可以大幅度提高烤烟碳同化量，有机无机肥配施烤烟碳同化量显著高于单施化肥，表明施肥可以增加烤烟碳存贮，提高烤烟生态系统的碳汇功能。施肥不仅影响碳累积量，同时也影响碳在不同器官的分配[18]。植株碳同化物优先分配给生长中心，对于以收获籽粒为目的的粮食作物而言，施肥能提高碳同化物在籽粒中的分配比例，降低碳同化物在茎叶和根茬中的分配比例[16，19]。烤烟与大田作物不同，增加施氮量能够促进同化物向根部和茎部运输分配[20]。因此，施肥提高了烤烟茎碳的分配比例，降低了叶碳分配比例，对根碳比例影响不显著。
3.2 施肥对CO2排放的影响 农田CO2排放主要来源于土壤微生物呼吸及根系呼吸，根系呼吸在CO2排放中占主导地位[21]，因此烤烟生长季CO2的排放与烤烟生长动态相一致，呈先升高后降低的变化趋势。不同施肥措施下，烤烟生态系统CO2排放动态一致，但排放总量差异显著。研究显示，烤烟施化肥处理CO2排放通量高于不施肥处理，表明化肥增加了CO2排放。这与烟草[22]、小麦、玉米等作物上研究结果相一致[4，23-24]。这是由于施化肥可以为土壤提供养分，提高微生物活性，从而增加微生物呼吸，导致CO2排放增加[3];同时化肥可以促进烟株生长，根系生物量及根系活力提升，使根系呼吸增加。有机肥施用增加了CO2源物质，同时长期施用有机肥促进了土壤有机质累积[25]，增加土壤有机碳高、中、低活性组分含量[26]，使有机无机肥配施处理CO2排放量高于单施化肥。但生物有机肥处理CO2排放与单施化肥差异不显著，这可能是由于生物有机肥改变了微生物组成，另一方面可能是生物有机肥投入量小于厩肥投入量，没有对CO2排放造成显著影响。
3.3 施肥对烟田生态系统碳平衡的影响
农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分，同时也是最活跃的部分，其频繁受人类活动的干扰。在不同种植方式和管理措施下，农田生态系统会成为大气的碳源或碳库[27-29]。由于施肥影响烤烟生态系统CO2排放和碳固定，致使不同施肥处理下系统碳平衡差异显著。在不施肥条件下，尽管土壤CO2排放量较低，但由于养分缺乏，烤烟碳同化能力下降，碳利用效率低下，导致烤烟生态系统为大气CO2的碳源。已有研究显示，长期施用化肥不利于土壤有机质的累积[30]，但由于化肥提高了烤烟碳利用效率，增加了碳固定，使烤烟生态系统呈现为碳汇。有机无机配施虽然显著增加了CO2排放，但由于外源有机碳的投入及烤烟碳固定的增加，提高了烤烟生态系统碳汇量。
4 结 论
综上所述，在不施肥条件下，烤烟生态系统为大气CO2的碳源。长期施化肥虽然增加了CO2排放，但同时提高了烤烟碳同化量，使烤烟生态系统呈现为碳汇。有机无机配施虽然显著增加了CO2排放，但由于外源有机碳的投入及烤烟碳固定的增加，提高了生态系统碳固定能力，增加了烤烟生态系统的碳汇量。
参考文献
[1]SENAPATI N， CHABBI A， SMITH P. Modelling daily to seasonal carbon fluxes and annual net ecosystem carbon balance of cereal grain-cropland using daily day cent： A model data comparison[J]. Agriculture， Ecosystems & Environment， 2018， 252： 159-177.
[2]SCHLESINGER W H， ANDREWS J A J B. Soil respiration and the global carbon cycle[J]. Biogeochemistry， 2000， 48（1）： 7-20.
[3]周运来，张振华，钱晓晴，等. 施肥方式对土壤CO2释放的影响及其机理研究进展[J]. 江苏农业学报，2016，32（2）：472-480.
ZHOU Y L， ZHANG Z H， QIAN X Q， et al. Research progress in soil CO2 emission affected by fertilization modes and its mechanism[J]. Jiangsu Journal of Agriculture Science， 2016， 32（2）： 472-480.
[4]馬艳芹，孙晨晨，孙丹平，等. 施氮水平对稻田土壤温室气体排放的影响[J]. 农业工程学报，2016，32（S2）：128-134.
MA Y Q， SUN C C， SUN D P， et al. Effect of nitrogen fertilizer application on greenhouse gas emissions from soil in paddy field[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2016， 32（S2）： 128-134.
[5]李冬冬，徐玲琳，纪钦阳，等. 施肥量对福州平原稻田CO2排放及其温度敏感性的影响[J]. 环境科学学报，2017，37（6）：2288-2295.
LI D D， XU L L， JI Q Y， et al. Effect of fertilizer rates on CO2 emission and its temperature sensitivity from paddy fields in Fuzhou plain[J]. Acta Scientiae Circumstantiate， 2017， 37（6）： 2288-2295.
[6]王晓娇，张仁陟，齐鹏，等. Meta分析有机肥施用对中国北方农田土壤CO2排放的影响[J]. 农业工程学报，2019，35（10）：99-107.
WANG X J， ZHANG R S， QI P， et al. Meta-analysis on farmland soil CO2 emission in Northern China affected by organic fertilizer[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2019， 35（10）： 99-107. [7]李海波，韓晓增. 不同土地利用和施肥方式下黑土碳平衡的研究[J]. 中国生态农业学报，2014，22（1）：16-21.
LI H B， HAN X Z. Estimation of carbon balance under different land uses and long-term fertilizations in black soils of Northeast China[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture， 2014， 22（1）： 16-21.
[8]沈仕洲，王风，薛长亮，等. 施用有机肥对农田温室气体排放影响研究进展[J]. 中国土壤与肥料，2015（6）：1-8.
SHEN S Z， WANG F， XUE C L， et al. Research advances on effect of organic fertilizer on farmland greenhouse gas emissions[J]. Soil and Fertilizer Sciences in China， 2015（6）： 1-8.
[9]IQBAL J， HU R G， LIN S， et al. CO2 emission in a subtropical red paddy soil （Ultisol） as affected by straw and N-fertilizer applications： A case study in Southern China[J]. Agriculture， Ecosystems & Environment， 2009， 131（3）： 292-302.
[10]道力格亚. 长期不同施肥处理下旱地CO2和CH4排放特征的研究[D]. 杨凌：西北农林科技大学，2018.
DAO L G Y. Emission characteristics of CO2 and CH4 dryland under different long-term fertilization[D]. Yangling： Northwest A & F University， 2018.
[11]刘青丽，蒋雨洲，邹焱，等. 烟田生态系统碳收支研究[J]. 作物学报，2020，46（8）：1258-1265.
LIU Q L， JIANG Y Z， ZOU Y， et al. The study of carbon budget on field-tobacco ecosystem[J]. Acta Agronomica Sinica， 2020， 46（8）： 1258-1265.
[12]王立刚，邱建军. 农业源温室气体监测技术规程与控制技术研究[M]. 北京：科学出版社，2018：43-44.
WANG L G. Agricultural source of greenhouse gas monitoring technology research procedures and control technology[M]. Beijing： Science Press， 2018： 43-44.
[13]黄耀. 地气系统碳氮交换——从实验到模型[M]. 北京：气象出版社，2003：80-83.
HUANG Y. Carbon and nitrogen exchange in terrestrial gas system-from experiment to model[M]. Beijing： Meteorological Press， 2003： 80-83.
[14]史磊刚，范士超，孔凡磊，等. 华北平原主要作物生产的碳效率研究初报[J]. 作物学报，2011，37（8）：1485-1490.
SHI L G， FAN S C， KONG F L， et al. Preliminary study on the carbon efficiency of main crops production in North China Plain[J]. Acta Agronomica Sinica， 2011， 37（8）： 1485-1490.
[15]申丽霞，王璞，兰林旺，等. 施氮对夏玉米碳氮代谢及穗粒形成的影响[J]. 植物营养与肥料学报，2007（6）：1074-1079.
WANG L X， WANG P， LAN L W， et al. Effect of nitrogen supply on carbon-nitrogen metabolism and kernel set in summer maize[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science， 2007（6）： 1074-1079.
[16]张黛静，陈倩青，宗洁静，等. 增施有机肥对冬小麦同化物积累
与分配的影响[J]. 应用生态学报，2019，30（6）：1869-1876.
ZHANG D J， CHEN Q Q， ZONG J J， et al. Effects of organic fertilizer application on accumulation and distribution of assimilates in winter wheat[J]. Chinese Journal of Applied Ecology， 2019， 30（6）： 1869-1876.
[17]潘根兴，周萍，张旭辉，等. 不同施肥对水稻土作物碳同化与土壤碳固定的影响——以太湖地区黄泥土肥料长期试验为例[J]. 生态学报，2006，26（11）：3704-3710. PAN G X， ZHOU P， ZHANG X H， et al. Effect of different fertilization practices on crop carbon assimilation and soil carbon sequestration： A case of a paddy under a long-term fertilization trial from the Tai Lake region China[J]. Acta Ecologica Sinica， 2006， 26（11）： 3704-3710.
[18]苗惠田. 長期施肥下作物碳同化氮吸收分配特征及其影响因素[D]. 杨凌：西北农林科技大学，2015.
MIAO P T. Accumulate carbon and nitrogen distribution characteristic and influence factors of crops under long-term fertilization[D]. Yangling： Northwest A & F University， 2015.
[19]谢军，徐春丽，陈轩敬，等. 不同施肥模式对玉米各器官碳氮累积和分配的影响[J]. 草业学报，2018，27（8）：50-58.
XIE J， XU C L， CHEN X J， et al. Accumulation and distribution of carbon and nitrogen in various organs of maize under different fertilization regimes[J]. Acta Prataculturae Sinica， 2018， 27（8）： 50-58.
[20]赵会杰，周颖，李华，等. 施氮量对烤烟叶片碳同化能力及同化产物分配的影响[J]. 河南农业大学学报，2017，51（5）：603-608.
ZHAO H J， ZHOU Y， LI H， et al. Effect of nitrogen application rate on carbon assimilation capability and assimilation product distribution of flue-cured tobacco leaves[J]. Journal of Henan Agricultural University， 2017， 51（5）： 603-608.
[21]HANSON P J， EDWARDS N T， GARTEN C T， et al. Separating root and soil microbial contributions to soil respiration： A review of methods and observations[J]. Biogeochemistry， 2000， 48（1）： 115-146.
[22]杜兴华，何登峰，朱峰，等. 施氮量对烟田CO2排放及土壤温度和水分的影响[J]. 湖北农业科学，2019，58（13）：35-39，43.
DU X H， HE D F， ZHU F， et al. Effects of nitrogen fertilizer application on CO2 emission， soil temperature and moisture in tobacco fields[J]. Hubei Agricultural Sciences， 2019， 58（13）： 35-39， 43.
[23]李叶杉. 不同施氮水平下陇中黄土高原春小麦田温室气体排放特征[D]. 兰州：甘肃农业大学，2018.
LI Y S. Greenhouse gas emission characteristics of spring wheat fields under different N-fertilized levels on the loess plateau of central Gansu Province[D]. Lanzhou： Gansu Agricultural University， 2018.
[24]杨硕欢，张保成，王丽，等. 水肥用量对玉米季土壤CO2排放的综合影响[J]. 环境科学，2016，37（12）：4780-4788.
YANG S H， ZHANG B C， WANG L， et al. Comprehensive effects of the application of water and fertilizer amount on CO2 emission from soils of summer-maize field[J]. Enviornmental Acience， 2016， 37（12）： 4780-4788.
[25]程万莉，雷康宁，王淑英，等. 长期施肥对春玉米田土壤呼吸及碳平衡的影响研究[J]. 干旱地区农业研究，2019，37（2）：108-113.
CHENG W L， LEI K N， WANG S Y， et al. Effects of long-term fertilization on soil respiration and carbon balance in spring corn fields[J]. Agricultural Research in the Arid Areas， 2019， 37（2）： 108-113. [26]梁太波，赵振杰，刘青丽，等. 增施有机肥对烟田土壤有机碳组分特征及CO2排放的影响[J]. 烟草科技，2017，50（12）：8-13.
LIANG T B， ZHAO Z J， LIU Q L， et al. Effects of organic manure on soil organic carbon composition and CO2 emission in tobacco planting field[J]. Tobacco Science & Technology， 2017， 50（12）： 8-13.
[27]杜满义. 闽西北不同施肥毛竹林生态系统碳平衡研究[D]. 北京：中国林业科学研究院，2013.
DU M Y. Study on carbon balance of Moso bamboo forest ecosystem under different fertilization treatment， Northwestern Fujian， China[D]. Beijing： Chinese Academy of Forestry， 2013.
[28]熊瑛，王龙昌，赵琳璐，等. 保护性耕作下蚕豆/玉米/甘薯三熟制农田土壤呼吸、碳平衡及经济-环境效益特征[J]. 中国生态农业学报，2018，26（11）：1653-1662.
XIONG Y， WANG L C， ZHAO L L， et al. Soil respiration， carbon balance， and economic and environmental benefits of triple intercropping system of fava bean， maize and sweet potato under conservation tillage[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture， 2018， 26（11）： 1653-1662.
[29]王雯，張雄. 不同灌溉方式对陕北沙区马铃薯农田生态系统碳平衡的影响[J]. 山西农业科学，2019，47（2）：194-199.
WANG W， ZHANG X. Effects of different irrigation methods on carbon balance of potato cropland ecosystem in sandy region of North[J]. Journal of Shanxi Agricultural Sciences， 2019， 47（2）： 194-199.
[30]李渝，罗龙皂，何昀昆，等. 长期施肥对黄壤性水稻土耕层有机碳平衡特征的影响[J]. 西南农业学报，2014，27（6）：2428-2431.
LI Y， LUO L Z， HE J K， et al. Effects of long-term fertilizations on soil organic carbon balance in paddy soil from yellow earth[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences， 2014， 27（6）： 2428-2431.
关键词：烤烟;CO2排放;碳固定;碳平衡;施肥
Abstract： In view of the fertilization measures of flue-cured tobacco， the carbon budget of flue-cured tobacco ecosystem was studied to provide basis for improving carbon management in tobacco fields and calculating carbon sink in farmlands. Based on the long-term positioning experiment in Longgang， Guizhou Province， four experimental treatments were selected in 2015-2017， including no fertilizer （CK）， single fertilizer （NPK）， fertilizer with manure （NPK+M）， fertilizer with bio-organic fertilizer （NPK+ BM）， to study the carbon accumulation and CO2 emission of the flue-cured tobacco ecosystem. The results showed that long-term application of chemical fertilizers can significantly improve the carbon assimilation of tobacco. The carbon accumulation of the NPK treatment is significantly higher than CK， being 3.09 times of CK. Compared with the NPK treatment， the carbon accumulation of NPK+M and NPK+BM increased by 2.7% and 12.43%， respectively. Fertilization increased the distribution ratio of stem carbon， reduced the distribution ratio of leaf carbon， but had no significant effect on the root carbon ratio. The CO2 emission of non-fertilization treatment was 7 194.58 kg/hm2， which was increased by 22.99% compared with that of the non-fertilization treatment. The CO2 emission of the manure combined with fertilizer treatment was higher than that of the single fertilization treatments， and the CO2 emission of the NPK+M treatment was 23.65% higher than that of the NPK treatment. The ecological efficiency of carbon under the fertilization treatments was significantly higher than that of the non-fertilization treatment. With no fertilization， the flue-cured tobacco ecosystem is the carbon source to atmospheric CO2. With single fertilization， the carbon sink is 132.65 kg/ha in the flue-cured tobacco ecosystem. The carbon sink of the organic fertilizer and bio organic fertilizer treatments are 869.40 kg/ha and 740.99 kg/ha， respectively. Single application of chemical fertilizers can promote the carbon accumulation of flue-cured tobacco， improve the carbon ecological efficiency， and make the tobacco field ecosystem a “carbon sink” for the atmosphere; Combined application of organic and inorganic fertilizers can increase the external carbon， and improve the carbon sink of the flue-cured tobacco ecosystem. Keywords： flue-cured tobacco; CO2 emission; carbon fixation; carbon budget; fertilization
农田生态系统碳库是全球碳库的重要组成部分，农田碳库的收支与平衡在全球碳循环中具有重要的作用。在全球气候变暖的背景下，农田生态系统CO2排放和碳平衡问题日渐成为关注的热点[1]。CO2排放作为农田生态系统有机碳的主要输出形式，影响着生态系统的碳平衡[2]。施肥是提升作物生产力的重要措施，不同施肥措施会影响土壤理化性质、微生物活性、作物生长，进而影响CO2排放[3]。近年来，针对施肥量[4-5]、施肥种类[6]、施肥方式[7]等对CO2排放的影响已有诸多研究。有研究表明施肥显著提升CO2排放[8]，也有研究显示施肥对CO2影响不显著[9]。但单纯通过土壤或土壤-作物系统CO2的排放无法评价施肥对大气温室气体CO2的全面影响，需要结合作物光合产物（生物量）来综合判断旱作土壤-作物系统作为大气温室气体CO2的源/汇关系[10]。烤烟是一种重要的经济作物，其管理方式与大田作物有诸多不同，尤其是对有机肥和氮肥的施用要求严格。贵州是我国主要烟叶产区，年产量位居全国第二，随着烤烟多年种植，出现土壤有机质含量和土壤微生物活性下降的现象，施用有机肥和生物有机肥已成为土壤保育的重要措施。因此本研究依托长期定位试验，通过2015—2017年3年的监测，研究烤烟现有管理方式下烤烟生态系统的碳收支，为农田碳汇测算及提升烟田碳管理提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验地点
本研究于2015—2017年在玉米烤烟轮作定位试验田进行，土壤为黄壤，壤质地为粉（砂）质壤土，其砂粒含量26.02%、粉粒含量61.37%、黏粒含量12.61%。2015年不同处理土壤性状如表1所示。该定位试验开始于2008年，位于贵州省贵阳市开阳县龙岗镇（E107°06′40.8″，N26°52′24.8″），该区属北亚热带季风湿润气候，冬无严寒，夏无酷暑，水热同季，无霜期240～265 d，年平均气温13.5～14.6 ℃，年日照时数948.2～1 084.8 h，年降雨量1 129.9～1 205.9 mm。2015—2017年的烤烟生长季温度和降水详见文献[11]。
1.2 试验设计
在定位试验选择不施肥（CK）、单施化肥（NPK）、化肥配施厩肥（NPK+M）、化肥配施生物有机肥（NPK+BM）4个处理，各处理施肥量如表2所示。由于定位试验无重复，为了增加数据的可信度，在每个小区进行了多點采样（3点）。
1.3 田间管理
烤烟肥料分两次施用，基肥用烤烟专用复混肥[m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=10∶10∶25]、过磷酸钙（P2O5：14%）和硫酸钾（K2O：51%）;厩肥为腐熟牛粪7500 kg/hm2（N：1.4%;P2O5：0.4%;K2O：2.1%;有机质：15.5%），生物有机肥750 kg/hm2，为南京农业大学提供（N 2.6%;P2O5 2.2%;K2O 2.8%;有机质45.2%）;磷肥、厩肥和生物有机肥在基肥中一次性施入。追肥施用硝酸铵（含N 35%）和硫酸钾（含K2O 51%），基肥采用条施、追肥采用穴施。
供试烤烟品种为K326，移栽密度为110 cm×55 cm，每个小区8垄，栽培烤烟240株。2015年，4月30日施基肥，5月1日移栽，6月14日施追肥。2016年，5月3日施基肥，5月4日移栽，6月1日施追肥。2017年，4月18日施基肥，4月24日移栽，5月31日追肥。施肥起垄后覆膜移栽，团棵期揭膜培土。整个烤烟生长季仅移栽时浇定根水，其他时期均无人工灌溉。其他田间管理制度，按照当地烤烟田间耕作栽培制度进行。
1.4 样品采集
1.4.1 气体样品采集 2015—2017年，采用静态箱-气象色谱法测定CO2排放。静态箱分为底座和箱体两部分[12]，底座和箱体尺寸均为长60 cm、宽50 cm、高30 cm;箱体采用不锈钢制作，外壁附有隔热材料，配有温湿度传感器。在每个试验小区内分别固定3个底座，使烟株位于底座中央;取样时，将箱体放置嵌入底座凹槽内，用水密封，保证静态箱内外空气不发生交换。烟苗较小时在静态箱内;烤烟移栽30 d后，近地烟茎被卡在箱体的中间，地上部冠层处于箱体之外。静态箱密封0～45 min内，每间隔 15 min用50 mL注射器采集气体，迅速转移到250 mL铝膜气样袋中（大连光明化工研究所生产）。采集完成后，带回实验室，采用气相色谱（HP 7890A）测定CO2浓度。自烤烟移栽起，每间隔15 d取一次样，气体样品采集时间在8：00—10：00进行[13]，分别在基肥和追肥施用后1、3、5、7 d增加气体采集频率。由于该区域降雨频繁，因此未在降雨后增加气体采集。
1.4.2 植株样品采集 烤烟打顶后，在每小区选择长势中等烟株3株进行标记，从下部叶开始随熟随采，并记录采集叶片的位置。为避免烤烟根系腐烂脱落，进入上部叶成熟期，采集整株。每次采集样品杀青烘干之后称重，并将样品分为根、茎（包含花絮及腋芽）、下部叶（底叶及1～6片叶）、中部叶（7～12片）、上部叶（13片以上）5个部分。将标记株样品粉碎，用TOC仪测定碳含量。
1.5 数据计算
（1）CO2排放计算[13]
应用45 min内采集的CO2含量变化，计算排放速率（k）：
式中C为CO2浓度（cm3/m3），t为时间（min），k为CO2排放速率[cm3/（m3·min）]，C0为常数。
烟田生态系统CO2排放通量（F）：
式中，F为CO2的排放通量[mg/（m2?h）]，常数60为时间换算，从分转换为小时。H为采样箱的有效高度（cm），T为采样时箱内平均气温（℃），常数44为CO2的摩尔质量（g/mol），k为CO2排放速率。 烤烟生长季CO2累积排放量（M）：
式中：M为CO2累积排放量（kg/hm2）;F为CO2排放通量[kg/（hm2·d）];i为采样次数;t为移栽后时间（d）。
（2）烤烟生长季碳生态效率[14]：
式中：CS是碳生态效率;CA是碳的吸收量（kg）;CT为碳的排放量（kg）。
（3）烤烟生态系统碳平衡=有机肥碳投入+烤烟碳固定-排放碳
1.6 统计分析
数据采用SPSS 20 统计软件进行分析，对各处理采用多点重复测量双因素方差分析，双因素分别为试验年份和施肥处理。
2 结 果
2.1 不同施肥措施下烤烟生态系统固碳特征
2.1.1 不同施肥措施对烤烟碳累积的影响 烤烟同化碳是烤烟生态系统碳的主要来源，3年烤烟平均固定碳量如图1所示。结果显示，不同施肥措施下烤烟碳累积量差异显著，其中CK烤烟碳累积量最低，仅为821.52 kg/hm2;NPK处理烤烟碳累积量显著高于CK，是CK的3.09倍。NPK+M、NPK+BM处理碳累积量显著高于NPK处理，分别为2 612.21和2 862.45 kg/hm2，比NPK处理分别提高了2.70%和12.43%，但NPK+M与NPK+BM处理间烤烟碳累积量无显著差异。从不同部位来看，NPK处理根、茎、叶均显著高于CK;NPK+M、NPK+BM叶的碳累积量显著高于NPK，分别提高18.75%和21.08%。不同处理产量表现为CK<NPK<NPK+BM< NPK+M，产量的变化与烤烟碳累积相一致，相关分析两者极显著正相关。表明施肥可以显著提高生态系统碳固定能力，并提高烤烟产量。
2.1.2 不同施肥措施下烤烟碳分配 烤烟碳在不同部位的分配如图2所示。烤烟根系碳占烟株碳总量的比例为19.18%～24.02%，不同处理间差异不显著。不同处理烟茎碳累积量占烟株总累积量的比例差异显著，其中CK处理烤烟茎碳分配比例最低，NPK、NPK+M、NPK+BM处理烤烟茎的分配比例较CK处理分别提高了39.78%、31.96%和36.45%。不同处理叶碳累积量占烟株总累积量的比例差异显著，其中CK处理叶碳分配比例最高，NPK+M、NPK+BM处理烟叶的分配比例显著低于CK，NPK处理烟叶碳的分配比例最低。表明施肥显著提高了碳在茎中分配比例，降低了叶碳比例。
2.2 不同施肥措施下CO2排放特征
2.2.1 不同施肥措施下CO2排放动态 通过3年数据的统计平均，不同处理下烤烟生态系统CO2排放动态如图3所示。研究结果显示，CO2排放速率在烤烟移栽初期（0～30 d）较低，团棵期之后烤烟快速生长，CO2的排放速率也迅速增加，至烤烟打顶期达到最大，之后开始下降。CO2排放动态与烤烟生长动态一致。从不同处理来看，在不施肥措施下，CO2排放速率在整个生长季均较低，单施化肥处理（NPK）大幅度提高了CO2排放速率。与NPK处理相比，NPK配施有机肥（厩肥）处理CO2排放速率在整个生长季均有增加;而NPK配施生物有机肥处理在移栽后0～50 d内CO2排放速率增加，之后CO2排放速率则降低，表明生物有机肥提高前期CO2排放速率，降低了烤烟生长后期CO2排放速率。
2.2.2 不同施肥措施下烤烟生长季CO2排放量 从排放总量上来看（图4），CK处理CO2排放最低，仅为7 194.58 kg/hm2。NPK处理CO2排放量显著高于CK，较CK增加了1 654.28 kg/hm2，增加了22.99%。NPK+M处理CO2排放量显著高于NPK，较NPK增加了2 092.71 kg/hm2，提高了23.65%;NPK+BM处理CO2排放量较NPK减少了140.70 kg/hm2，降低了1.59%。表明化肥配施厩肥使生态系统CO2排放增加，配施生物有机肥作用不显著。
2.3 不同施肥措施下碳生态效率
碳生态效率是指作物通过光合作用固定在体内的碳量与碳排放量的比值，是评估农业生产可持续性的指标之一[11]。从图5可以看出，在不施肥条件下（CK），烤烟生态系统碳生态效率为0.45。统计分析显示，NPK、NPK+M、NPK+BM处理CO2排放效率分别为1.16、1.09、1.26，三者碳生态效率显著高于CK，但三者之间没有显著差异，表明施肥可以提高碳的生态效率。
2.4 不同施肥措施下烟田生态系统碳平衡
图6显示，不施肥处理（CK）烤烟生态系统碳输入量小于碳输出量，烤烟生态系统对大气而言为“碳源”。NPK提高了烤烟的碳固定量，烤烟生态系统对大气而言为“碳汇”，碳汇量为132.65 kg/hm2。有機肥和生物有机肥处理由于有外源碳的输入，碳汇量增加，分别达到了869.40和740.99 kg/hm2。
3 讨 论
3.1 施肥对烤烟固碳的影响
植物光合作用是大气CO2向有机碳化合物转化的关键过程，不同营养管理方式影响着作物固定转化大气CO2的能力，进而影响着作物固定大气CO2的量。施肥会影响作物碳氮代谢[15]，同时影响作物产量及碳氮累积[16-17]。本研究显示，与不施肥相比，长期施化肥可以大幅度提高烤烟碳同化量，有机无机肥配施烤烟碳同化量显著高于单施化肥，表明施肥可以增加烤烟碳存贮，提高烤烟生态系统的碳汇功能。施肥不仅影响碳累积量，同时也影响碳在不同器官的分配[18]。植株碳同化物优先分配给生长中心，对于以收获籽粒为目的的粮食作物而言，施肥能提高碳同化物在籽粒中的分配比例，降低碳同化物在茎叶和根茬中的分配比例[16，19]。烤烟与大田作物不同，增加施氮量能够促进同化物向根部和茎部运输分配[20]。因此，施肥提高了烤烟茎碳的分配比例，降低了叶碳分配比例，对根碳比例影响不显著。
3.2 施肥对CO2排放的影响 农田CO2排放主要来源于土壤微生物呼吸及根系呼吸，根系呼吸在CO2排放中占主导地位[21]，因此烤烟生长季CO2的排放与烤烟生长动态相一致，呈先升高后降低的变化趋势。不同施肥措施下，烤烟生态系统CO2排放动态一致，但排放总量差异显著。研究显示，烤烟施化肥处理CO2排放通量高于不施肥处理，表明化肥增加了CO2排放。这与烟草[22]、小麦、玉米等作物上研究结果相一致[4，23-24]。这是由于施化肥可以为土壤提供养分，提高微生物活性，从而增加微生物呼吸，导致CO2排放增加[3];同时化肥可以促进烟株生长，根系生物量及根系活力提升，使根系呼吸增加。有机肥施用增加了CO2源物质，同时长期施用有机肥促进了土壤有机质累积[25]，增加土壤有机碳高、中、低活性组分含量[26]，使有机无机肥配施处理CO2排放量高于单施化肥。但生物有机肥处理CO2排放与单施化肥差异不显著，这可能是由于生物有机肥改变了微生物组成，另一方面可能是生物有机肥投入量小于厩肥投入量，没有对CO2排放造成显著影响。
3.3 施肥对烟田生态系统碳平衡的影响
农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分，同时也是最活跃的部分，其频繁受人类活动的干扰。在不同种植方式和管理措施下，农田生态系统会成为大气的碳源或碳库[27-29]。由于施肥影响烤烟生态系统CO2排放和碳固定，致使不同施肥处理下系统碳平衡差异显著。在不施肥条件下，尽管土壤CO2排放量较低，但由于养分缺乏，烤烟碳同化能力下降，碳利用效率低下，导致烤烟生态系统为大气CO2的碳源。已有研究显示，长期施用化肥不利于土壤有机质的累积[30]，但由于化肥提高了烤烟碳利用效率，增加了碳固定，使烤烟生态系统呈现为碳汇。有机无机配施虽然显著增加了CO2排放，但由于外源有机碳的投入及烤烟碳固定的增加，提高了烤烟生态系统碳汇量。
4 结 论
综上所述，在不施肥条件下，烤烟生态系统为大气CO2的碳源。长期施化肥虽然增加了CO2排放，但同时提高了烤烟碳同化量，使烤烟生态系统呈现为碳汇。有机无机配施虽然显著增加了CO2排放，但由于外源有机碳的投入及烤烟碳固定的增加，提高了生态系统碳固定能力，增加了烤烟生态系统的碳汇量。
参考文献
[1]SENAPATI N， CHABBI A， SMITH P. Modelling daily to seasonal carbon fluxes and annual net ecosystem carbon balance of cereal grain-cropland using daily day cent： A model data comparison[J]. Agriculture， Ecosystems & Environment， 2018， 252： 159-177.
[2]SCHLESINGER W H， ANDREWS J A J B. Soil respiration and the global carbon cycle[J]. Biogeochemistry， 2000， 48（1）： 7-20.
[3]周运来，张振华，钱晓晴，等. 施肥方式对土壤CO2释放的影响及其机理研究进展[J]. 江苏农业学报，2016，32（2）：472-480.
ZHOU Y L， ZHANG Z H， QIAN X Q， et al. Research progress in soil CO2 emission affected by fertilization modes and its mechanism[J]. Jiangsu Journal of Agriculture Science， 2016， 32（2）： 472-480.
[4]馬艳芹，孙晨晨，孙丹平，等. 施氮水平对稻田土壤温室气体排放的影响[J]. 农业工程学报，2016，32（S2）：128-134.
MA Y Q， SUN C C， SUN D P， et al. Effect of nitrogen fertilizer application on greenhouse gas emissions from soil in paddy field[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2016， 32（S2）： 128-134.
[5]李冬冬，徐玲琳，纪钦阳，等. 施肥量对福州平原稻田CO2排放及其温度敏感性的影响[J]. 环境科学学报，2017，37（6）：2288-2295.
LI D D， XU L L， JI Q Y， et al. Effect of fertilizer rates on CO2 emission and its temperature sensitivity from paddy fields in Fuzhou plain[J]. Acta Scientiae Circumstantiate， 2017， 37（6）： 2288-2295.
[6]王晓娇，张仁陟，齐鹏，等. Meta分析有机肥施用对中国北方农田土壤CO2排放的影响[J]. 农业工程学报，2019，35（10）：99-107.
WANG X J， ZHANG R S， QI P， et al. Meta-analysis on farmland soil CO2 emission in Northern China affected by organic fertilizer[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2019， 35（10）： 99-107. [7]李海波，韓晓增. 不同土地利用和施肥方式下黑土碳平衡的研究[J]. 中国生态农业学报，2014，22（1）：16-21.
LI H B， HAN X Z. Estimation of carbon balance under different land uses and long-term fertilizations in black soils of Northeast China[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture， 2014， 22（1）： 16-21.
[8]沈仕洲，王风，薛长亮，等. 施用有机肥对农田温室气体排放影响研究进展[J]. 中国土壤与肥料，2015（6）：1-8.
SHEN S Z， WANG F， XUE C L， et al. Research advances on effect of organic fertilizer on farmland greenhouse gas emissions[J]. Soil and Fertilizer Sciences in China， 2015（6）： 1-8.
[9]IQBAL J， HU R G， LIN S， et al. CO2 emission in a subtropical red paddy soil （Ultisol） as affected by straw and N-fertilizer applications： A case study in Southern China[J]. Agriculture， Ecosystems & Environment， 2009， 131（3）： 292-302.
[10]道力格亚. 长期不同施肥处理下旱地CO2和CH4排放特征的研究[D]. 杨凌：西北农林科技大学，2018.
DAO L G Y. Emission characteristics of CO2 and CH4 dryland under different long-term fertilization[D]. Yangling： Northwest A & F University， 2018.
[11]刘青丽，蒋雨洲，邹焱，等. 烟田生态系统碳收支研究[J]. 作物学报，2020，46（8）：1258-1265.
LIU Q L， JIANG Y Z， ZOU Y， et al. The study of carbon budget on field-tobacco ecosystem[J]. Acta Agronomica Sinica， 2020， 46（8）： 1258-1265.
[12]王立刚，邱建军. 农业源温室气体监测技术规程与控制技术研究[M]. 北京：科学出版社，2018：43-44.
WANG L G. Agricultural source of greenhouse gas monitoring technology research procedures and control technology[M]. Beijing： Science Press， 2018： 43-44.
[13]黄耀. 地气系统碳氮交换——从实验到模型[M]. 北京：气象出版社，2003：80-83.
HUANG Y. Carbon and nitrogen exchange in terrestrial gas system-from experiment to model[M]. Beijing： Meteorological Press， 2003： 80-83.
[14]史磊刚，范士超，孔凡磊，等. 华北平原主要作物生产的碳效率研究初报[J]. 作物学报，2011，37（8）：1485-1490.
SHI L G， FAN S C， KONG F L， et al. Preliminary study on the carbon efficiency of main crops production in North China Plain[J]. Acta Agronomica Sinica， 2011， 37（8）： 1485-1490.
[15]申丽霞，王璞，兰林旺，等. 施氮对夏玉米碳氮代谢及穗粒形成的影响[J]. 植物营养与肥料学报，2007（6）：1074-1079.
WANG L X， WANG P， LAN L W， et al. Effect of nitrogen supply on carbon-nitrogen metabolism and kernel set in summer maize[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science， 2007（6）： 1074-1079.
[16]张黛静，陈倩青，宗洁静，等. 增施有机肥对冬小麦同化物积累
与分配的影响[J]. 应用生态学报，2019，30（6）：1869-1876.
ZHANG D J， CHEN Q Q， ZONG J J， et al. Effects of organic fertilizer application on accumulation and distribution of assimilates in winter wheat[J]. Chinese Journal of Applied Ecology， 2019， 30（6）： 1869-1876.
[17]潘根兴，周萍，张旭辉，等. 不同施肥对水稻土作物碳同化与土壤碳固定的影响——以太湖地区黄泥土肥料长期试验为例[J]. 生态学报，2006，26（11）：3704-3710. PAN G X， ZHOU P， ZHANG X H， et al. Effect of different fertilization practices on crop carbon assimilation and soil carbon sequestration： A case of a paddy under a long-term fertilization trial from the Tai Lake region China[J]. Acta Ecologica Sinica， 2006， 26（11）： 3704-3710.
[18]苗惠田. 長期施肥下作物碳同化氮吸收分配特征及其影响因素[D]. 杨凌：西北农林科技大学，2015.
MIAO P T. Accumulate carbon and nitrogen distribution characteristic and influence factors of crops under long-term fertilization[D]. Yangling： Northwest A & F University， 2015.
[19]谢军，徐春丽，陈轩敬，等. 不同施肥模式对玉米各器官碳氮累积和分配的影响[J]. 草业学报，2018，27（8）：50-58.
XIE J， XU C L， CHEN X J， et al. Accumulation and distribution of carbon and nitrogen in various organs of maize under different fertilization regimes[J]. Acta Prataculturae Sinica， 2018， 27（8）： 50-58.
[20]赵会杰，周颖，李华，等. 施氮量对烤烟叶片碳同化能力及同化产物分配的影响[J]. 河南农业大学学报，2017，51（5）：603-608.
ZHAO H J， ZHOU Y， LI H， et al. Effect of nitrogen application rate on carbon assimilation capability and assimilation product distribution of flue-cured tobacco leaves[J]. Journal of Henan Agricultural University， 2017， 51（5）： 603-608.
[21]HANSON P J， EDWARDS N T， GARTEN C T， et al. Separating root and soil microbial contributions to soil respiration： A review of methods and observations[J]. Biogeochemistry， 2000， 48（1）： 115-146.
[22]杜兴华，何登峰，朱峰，等. 施氮量对烟田CO2排放及土壤温度和水分的影响[J]. 湖北农业科学，2019，58（13）：35-39，43.
DU X H， HE D F， ZHU F， et al. Effects of nitrogen fertilizer application on CO2 emission， soil temperature and moisture in tobacco fields[J]. Hubei Agricultural Sciences， 2019， 58（13）： 35-39， 43.
[23]李叶杉. 不同施氮水平下陇中黄土高原春小麦田温室气体排放特征[D]. 兰州：甘肃农业大学，2018.
LI Y S. Greenhouse gas emission characteristics of spring wheat fields under different N-fertilized levels on the loess plateau of central Gansu Province[D]. Lanzhou： Gansu Agricultural University， 2018.
[24]杨硕欢，张保成，王丽，等. 水肥用量对玉米季土壤CO2排放的综合影响[J]. 环境科学，2016，37（12）：4780-4788.
YANG S H， ZHANG B C， WANG L， et al. Comprehensive effects of the application of water and fertilizer amount on CO2 emission from soils of summer-maize field[J]. Enviornmental Acience， 2016， 37（12）： 4780-4788.
[25]程万莉，雷康宁，王淑英，等. 长期施肥对春玉米田土壤呼吸及碳平衡的影响研究[J]. 干旱地区农业研究，2019，37（2）：108-113.
CHENG W L， LEI K N， WANG S Y， et al. Effects of long-term fertilization on soil respiration and carbon balance in spring corn fields[J]. Agricultural Research in the Arid Areas， 2019， 37（2）： 108-113. [26]梁太波，赵振杰，刘青丽，等. 增施有机肥对烟田土壤有机碳组分特征及CO2排放的影响[J]. 烟草科技，2017，50（12）：8-13.
LIANG T B， ZHAO Z J， LIU Q L， et al. Effects of organic manure on soil organic carbon composition and CO2 emission in tobacco planting field[J]. Tobacco Science & Technology， 2017， 50（12）： 8-13.
[27]杜满义. 闽西北不同施肥毛竹林生态系统碳平衡研究[D]. 北京：中国林业科学研究院，2013.
DU M Y. Study on carbon balance of Moso bamboo forest ecosystem under different fertilization treatment， Northwestern Fujian， China[D]. Beijing： Chinese Academy of Forestry， 2013.
[28]熊瑛，王龙昌，赵琳璐，等. 保护性耕作下蚕豆/玉米/甘薯三熟制农田土壤呼吸、碳平衡及经济-环境效益特征[J]. 中国生态农业学报，2018，26（11）：1653-1662.
XIONG Y， WANG L C， ZHAO L L， et al. Soil respiration， carbon balance， and economic and environmental benefits of triple intercropping system of fava bean， maize and sweet potato under conservation tillage[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture， 2018， 26（11）： 1653-1662.
[29]王雯，張雄. 不同灌溉方式对陕北沙区马铃薯农田生态系统碳平衡的影响[J]. 山西农业科学，2019，47（2）：194-199.
WANG W， ZHANG X. Effects of different irrigation methods on carbon balance of potato cropland ecosystem in sandy region of North[J]. Journal of Shanxi Agricultural Sciences， 2019， 47（2）： 194-199.
[30]李渝，罗龙皂，何昀昆，等. 长期施肥对黄壤性水稻土耕层有机碳平衡特征的影响[J]. 西南农业学报，2014，27（6）：2428-2431.
LI Y， LUO L Z， HE J K， et al. Effects of long-term fertilizations on soil organic carbon balance in paddy soil from yellow earth[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences， 2014， 27（6）： 2428-2431.