原文以 Quantifying water and CO₂ fluxes and water use efficiencies across irrigated C3 and C4 crops in a humid climate 為標(biāo)題發(fā)表在Science of the Total Environment（IF=6.551）上。
作者 | Saseendran S. Anapalli, Daniel K. Fisher, Krishna N. Reddy 等
翻譯 | 子毅

地下水是在數(shù)百萬(wàn)年地質(zhì)年代中逐漸形成的。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，無(wú)節(jié)制的抽取地下水會(huì)導(dǎo)致這些珍貴的水資源出現(xiàn)枯竭。

同時(shí)，溫室氣體排放造成大氣升溫，這會(huì)進(jìn)一步引發(fā)農(nóng)作物需水量增加。

了解農(nóng)作物的水分利用效率非常重要，這不僅有助于發(fā)展生態(tài)友好型的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，還有助于定量評(píng)估農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的溫室氣體排放。

研究者使用渦度協(xié)方差方法，定量研究了C4作物玉米以及C3作物大豆（Soybean）和棉花的生態(tài)系統(tǒng)水分利用效率EWUE。

實(shí)驗(yàn)地位于美國(guó)密西西比河流域下游三角洲。這里氣候濕潤(rùn)，土壤以黏土為主。研究者同步采集了實(shí)驗(yàn)樣地的小氣候環(huán)境因子數(shù)據(jù)。

結(jié)果顯示，在2017年生長(zhǎng)季內(nèi)，3種作物生態(tài)系統(tǒng)都表現(xiàn)為碳（CO₂）匯。

玉米、大豆和棉花樣地的CO₂交換量分別為-31,331、-23,563和-8856 kg ha-1（負(fù)號(hào)說(shuō)明CO₂通量的方向是從大氣進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)），蒸散量分別為483、552和367mm。

在季節(jié)尺度上，棉花樣地NEE（Net Ecosystem Exchange）比玉米樣地低72%，比大豆樣地低62%。

半小時(shí)NEE數(shù)據(jù)平均ZD值：玉米、大豆和棉花樣地分別為-33.6，-27.2和-14.2 kg CO₂ha-1。NEE日尺度平均值分別為-258、-169和 -65 kg CO₂ ha-1。

和C3作物大豆和棉花樣地?cái)?shù)據(jù)對(duì)比，C4作物玉米生態(tài)系統(tǒng)水分利用效率EWUE更高。

LI-7500RS開(kāi)路式CO₂/H₂O分析儀在本研究中的作用

LI-COR渦度協(xié)方差通量測(cè)量系統(tǒng)

使用LI-7500RS開(kāi)路式CO₂/H₂O分析儀（LI-COR, Inc., Lincoln, NE USA）測(cè)量玉米、大豆和棉花樣地大氣湍流運(yùn)動(dòng)中的CO₂和H₂O濃度。

使用GILL-WM（Gill Instruments, Lymington, UK）三維超聲風(fēng)速儀測(cè)量湍流在垂直方向上的運(yùn)動(dòng)速度。儀器采樣頻率10Hz。

為了確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，每年實(shí)驗(yàn)前將所有儀器統(tǒng)一校準(zhǔn)。

儀器安裝在約兩倍冠層高度的位置，通量塔高度可調(diào)。

整個(gè)生長(zhǎng)季內(nèi)，玉米冠層ZD值約2.15m，大豆冠層ZD值約1.2m，棉花冠層ZD值約1.0m。

冠層平均高度每增加5cm，就相應(yīng)升高儀器所在位置，確保冠層頂部和儀器之間的垂直距離保持不變。

原文中的主要儀器照片和數(shù)據(jù)圖