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为定量探讨华北高产农田系统冬小麦生长对土壤碳截留的贡献，研究高产农田土壤对大气CO2的源汇特征，2004年至2005年采用碱液吸收法连续测定不同N、P施肥水平和耕作方式下的冬小麦-夏玉米轮作体系作物生长季节的土壤呼吸，同时运用14C同位素标记手段对实验室盆栽冬小麦分四个生育阶段进行了脉冲标记。结果表明：
不同N、P施肥水平和耕作方式下，土壤呼吸的季节变化趋势与当地气候状况紧密相关，土壤CO2的释放量与同时期平均气温有很好的相关性，两者可用指数函数进行拟合(不同处理相关系数主要在0.687～0.882)。Q10(即温度每升高10℃土壤呼吸速率的变化比率)平均值为1.73，与10cm地温相比较，土壤呼吸对5cm地温的敏感性更强。土壤呼吸峰值出现在温度、降水均较高的7月，处理最高近20gm-2·d-1(以CO2计)，之后逐步回落。不同的耕作措施能够影响土壤呼吸水平，本试验研究的3种因素对土壤呼吸有显著影响(a＜0.01)，播种前先翻30cm、播种后覆盖麦秸、不施氮素、施用磷75kg·hm-2·a-1的处理土壤呼吸水平最高。
受冬前气温下降的影响，冬小麦出苗后36天停止生长，植株地上部分干重为0.219g·株-1，折合为0.09gC·株-1。冬小麦分蘖期光合固定的碳在植株地上部分、地下根部和土壤中的分配比例分别占光合同化14C总量的：35.2％、10.4％和51.3％。到冬小麦生长期末，植株地上部分、地下根部和土壤中的14C含量分别降至最初光合同化14C总量的：3.9％、4.6％和26.4％。通过呼吸作用所释放的14C总量随作物生长时间的推移不断增大，到生长期末，通过呼吸作用输出的14C的量占分蘖期冬小麦固定总量的65.2％。
冬小麦返青后，地上部生物量碳累积主要集中在拔节期和灌浆期，分别占返春后地上部最大光合固定碳总量的50.10％和48.34％。返春后各生育期光合固定碳在冬小麦植株地上部、根系和土壤之间的分配呈现显著性差异。对比各生育期转移进入植株地上部、地下部中的14C占吸收总量的百分比，地上部：灌浆期＞拔节期＞花期；地下部：花期＞拔节期＞灌浆期。本试验中冬小麦拔节期后生长共计光合固定碳2.93gC·株-1，其中地上部份固定碳为1.92gC·株-1，地下部固定碳为1.01gC·株-1。