有机肥替代化肥对砂姜黑土区小麦-玉米轮作系统N2O排放的影响

摘要：

[目的]探究有机肥替代化肥条件下砂姜黑土区小麦-玉米轮作系统 N2O排放特征及与土壤环境因子的关系,为实现农田温室气体减排提供理论依据.[方法]以砂姜黑土区小麦-玉米轮作系统为研究对象,采用静态箱-气相色谱法与常规土壤参数分析相结合,研究不施肥(CK)、常规施肥(CF)、有机肥氮替代 20%化肥氮及有机肥氮替代 40%化肥氮(R2FM及 R4FM,有机肥于小麦季施用)对小麦-玉米轮作系统 N2O排放的影响及与关键驱动因子的关系.[结果]R2FM及 R4FM处理小麦产量显著高于CF处理,增幅分别为 12.2%和 10.2%,而不同施肥处理之间玉米产量无显著差异.CK、CF、R2FM及R4FM处理周年N2O平均排放通量分别为 5.9、50.3、43.9 及 39.6 μg·m-2·h-1,其中小麦季为 3.1、23.6、25.0 及 26.4 μg·m-2·h-1,玉米季为 8.8、77.0、62.8 及 52.9 μg·m-2·h-1;不同施肥处理下N2O排放通量与土壤NO3--N含量呈极显著正相关,同时还与小麦季土壤温度、玉米季土壤含水量呈显著或极显著正相关.CF、R2FM及R4FM处理周年N2O累积排放量分别为 2.38、2.44 及 2.53 kg·hm-2,较CK处理(0.56 kg·hm-2)显著增加 325%—354%,N2O-N排放系数为 0.40%—0.44%,但CF、R2FM及R4FM处理之间周年N2O累积排放量、N2O-N排放系数均无显著差异.不同施肥处理下季节性N2O累积排放量存在差异,与CF处理相比,R2FM及R4FM处理在小麦季N2O累积排放量分别显著提高 28.3%和 62.6%,且二者N2O-N排放系数(0.35%和 0.41%)显著增加,而在玉米季 N2O累积排放量分别显著降低 15.8%和 33.8%;N2O累积排放量与小麦季土壤全氮、碱解氮、微生物量碳含量及玉米季土壤全氮含量呈显著或极显著正相关,而与玉米季土壤有机碳含量呈显著负相关.[结论]在有机肥氮替代化肥氮条件下,优化小麦季施肥管理是减少砂姜黑土区小麦-玉米轮作系统N2O排放的关键.

关键词：小麦-玉米轮作、化肥减施、畜禽粪便、氧化亚氮、温室气体、砂姜黑土

所属期刊栏目：56

分类号：S153;S513;X511

资助基金：河南省重大科技专项;河南省农业科学院自主创新项目;河南省科技创新引导计划资金项目

在线出版日期：2023-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：3156-3167