秸秆还田对关中地区麦玉轮作田N2O排放的短期效应

摘要：

[目的]分析环境因子和土壤N2O排放对短期秸秆还田的响应,以更准确地评价化肥施用下短期秸秆还田的增减排效益.[方法]于 2020-2021 年在关中地区开展了小麦-玉米轮作田间试验.采取双因素裂区设计,主处理为秸秆还田(W1)与不还田(W0),副处理为不施肥(W1、W0)、施氮肥(W1N、W0N)和施氮磷肥(W1NP、W0NP).测定了土壤含水量、温度、NO3--N、NH4+-N、速效磷含量及N2O排放通量,调查了作物产量,并探讨了土壤N2O排放与环境因子之间的关系.[结果]相比W0,W1 处理土壤含水量提高了 1.1%～16.2%;W1N处理的土壤NO3--N含量峰值较W0N高 17.6%～30.5%.4 个施肥处理的土壤NO3--N和NH4+-N含量随生育时期推进先迅速上升,然后缓慢下降,施氮肥处理的土壤 NO3--N 峰值比施氮磷肥处理高17.0%～20.8%.W1NP与W0NP处理土壤的速效磷含量随生育期推进先上升后缓慢下降,平均速效磷含量显著高于处理W0、W1、W0N和W1N(P<0.05).冬小麦季和夏玉米季分别在施肥后第 6 和第 12 天土壤N2O排放通量达到峰值.W1N、W1NP的土壤N2O排放峰值分别比W0N、W0NP高 5.0%和 38.5%,全年累计排放量分别比W0N、W0NP高 291.13 和 379.99 g/hm2(P<0.05);W1N处理的土壤N2O全年累计排放量比W1NP处理高298.14 g/hm2,W0N处理的土壤N2O全年累计排放量比W0NP高386.99 g/hm2,施氮磷肥处理的排放峰值比施氮肥处理低 2.43%～54.67%.相关性分析发现,N2O排放通量与土壤温度、含水量、NO3--N、NH4+-N、速效磷含量呈极显著正相关(P<0.01).各处理N2O排放强度表现为:相同秸秆还田条件下,施氮肥>施氮磷肥>不施肥处理;相同施肥条件下,秸秆还田>不还田处理.[结论]不论是否秸秆还田,氮磷肥配施均提高了土壤速效磷含量,降低了NO3--N峰值,因而降低了N2O年累积排放量.秸秆还田后短期内虽然也提高了土壤速效磷含量,但其较高的土壤含水量和NO3--N含量导致更高的N2O排放通量和农田N2O累计排放量.因此,评价秸秆还田在农业可持续发展中的生态与生产效益时,也应考虑其还田后短期存在的不利影响.

关键词：麦玉轮作、秸秆还田、施肥、土壤氧化亚氮(N2O)

所属期刊栏目：29

分类号：S152.7;S513;S233.2

资助基金：国家自然科学基金31971859

在线出版日期：2023-07-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1002-1012