1、本試驗于2014-2016年在山東省泰安市岱岳區(qū)大汶口鎮(zhèn)土門村進(jìn)行,以冬小麥、夏玉米為研究對象,設(shè)置裂區(qū)試驗,主區(qū)為作物處理(農(nóng)田和裸地分別用T和E表示),副區(qū)為5個不同的小麥玉米秸稈還田量處理,分別為(0):小麥玉米秸稈均不還田處理;(1):小麥秸稈還田量1875 kg.hm-2+玉米秸稈還田量2000 kg.hm-2;(2):小麥秸稈還田量3750 kg.hm-2+玉米秸稈還田量4000 kg.hm-2;(3):小麥秸稈還田量562
2、5 kg.hm-2+玉米秸稈還田量6000 kg.hm-2;(4):小麥秸稈還田量7500 kg.hm-2+玉米秸稈還田量8000 kg.hm-2,探討不同小麥玉米周年秸稈還田量對農(nóng)田土壤物理、化學(xué)性質(zhì)的影響以及與 N2O排放之間的量化關(guān)系。通過兩年的大田試驗結(jié)果表明,秸稈還田通過影響土壤含水量、溫度、有機碳含量等物理和化學(xué)性質(zhì)來影響N2O排放,具體結(jié)果如下:
1秸稈還田量對土壤N2O排放的影響
秸稈還田顯著促進(jìn)土壤
3、 N2O排放,增加秸稈還田量,N2O排放通量明顯的增加,但增加的幅度逐漸減小。與秸稈不還田相比,還田3875 kg.hm-2、7750 kg.hm-2、11625 kg.hm-2、15500 kg.hm-2的農(nóng)田土壤N2O排放分別增加19.16%、32.65%、43.79%、52.88%。玉米季N2O排放通量顯著高于小麥季,平均通量和總量是小麥季的2.99倍和1.27倍。
2氣象因素對土壤N2O排放的影響
氣象因素對
4、N2O排放的影響隨降雨量和溫度的變化表現(xiàn)出明顯的變化,溫度升高、降雨量增大,N2O排放增大。
3作物生長對土壤N2O排放的影響
作物生長吸收對 N2O排放的影響因子為負(fù)值,即作物生長抑制 N2O排放。2014-2015年各處理影響因子的變化范圍是-0.13~-0.23,2015-2016年變化范圍是-0.21~-0.27。小麥季和玉米季灌溉和施肥后,作物生長促進(jìn) N2O排放。進(jìn)一步分析表明,0-60 cm土層NO3-
5、-N含量的變化是影響N2O排放的主要因素。
4不同秸稈還田量下N2O排放主因素分析
氣候條件和秸稈還田量對N2O排放的影響表現(xiàn)為促進(jìn)作用,作物生長對N2O排放表現(xiàn)為抑制作用。低還田量(≤7750 kg.hm-2)時,氣象因素對土壤N2O排放的促進(jìn)作用較大,高還田量(≥11625 kg.hm-2)時,秸稈還田量對土壤N2O排放的促進(jìn)作用較大。
5秸稈還田量對土壤理化性質(zhì)的影響
秸稈還田對農(nóng)田土壤溫度
6、(0-10 cm)的影響表現(xiàn)為,在作物生長前期尤其是小麥越冬期能夠增加土壤溫度,后期則表現(xiàn)為降低土壤溫度。周年內(nèi)與秸稈不還田相比,秸稈還田3875 kg.hm-2、7750 kg.hm-2、11625 kg.hm-2、15500 kg.hm-2的土壤溫度分別增加3.48%、5.89%、7.86%、9.25%。秸稈還田在表層具有富集作用,可以影響0-60 cm土層土壤物理和化學(xué)性質(zhì)的改變。0-20 cm、20-40 cm、40-60 cm
7、土層土壤含水量的增加量分別為4.76%、3.83%、6.63%。秸稈還田量每增加3875 kg.hm-2,土壤有機碳含量分別增加1.49%、7.48%、2.88%、5.41%;土壤全氮含量分別增加2.54%、6.32%、5.35%、4.82%;土壤NH4+-N含量分別增加6.38%、3.77%、2.21%、1.23%;土壤NO3--N含量分別增加4.35%、2.13%、1.86%、0.57%。
6土壤理化性質(zhì)對N2O排放的影響