2021年6月16日，西北农林科技大学机电学院韩文霆研究员在在农林科学类期刊Agricultural Water Management（中科院一区Top期刊）发表了题为“Diurnal and seasonal CO2 exchange and yield of maize cropland under different irrigation treatments in semiarid Inner Mongolia”的研究论文。机电学院彭曼曼为第一作者，韩文霆研究员为通讯作者，西北农林科技大学机电学院为第一单位。
农业生态系统碳交换对农业生产与环境变化具有重要的作用。在干旱地区，水资源短缺是制约农业发展的关键因素。因此，制定合理的灌溉制度，在减少碳排放的同时保证作物的产量具有重要意义。目前，受测量方法的影响，玉米碳通量的研究几乎都在区域尺度，而冠层尺度的研究很少。本研究基于课题组研发的箱法系统，以干旱地区玉米生态系统为研究对象，测量了其昼夜的碳交换情况。分析了不同水分处理下，玉米产量和碳排放的关系。研究结果表明：生态系统净交换量（NEE）在白天呈现出“V”型变化，在夜间逐渐较小。在LV期，重度胁迫减少了碳排放，但是也显著降低了作物的增长率。在R期，充分灌溉不仅减少了碳排放而且显著提高了作物增长率。在M期，轻度胁迫减少了碳排放，但是与充分灌溉相比，作物增长率减少的不显著。与整个生育期进行充分灌溉相比，在R期进行充分灌溉，在LV和M期进行轻度胁迫的灌溉制度，能够提高玉米的碳汇能力以及光利用效率，而且收获指数降低的不显著。然而在R期水分亏缺或在LA和M期严重水分胁迫则显著降低了玉米的收获指数。因此，在R期进行充分灌溉，在LV和M期进行轻度胁迫是最佳的灌溉方式，该制度能够节约用水，减少碳排放同时保证玉米的产量。
图1箱法采集玉米和土壤碳通量的示意图
图2 玉米生态系统NEE的日变化
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.agwat.2021.107041