土壤肥力管理對(duì)雙季玉米氮素利用效率和溫室氣體排放的影響.pdf

1、隨著全球人口的迅速增長(zhǎng)，亟需通過(guò)科技創(chuàng)新來(lái)提高糧食產(chǎn)量，以滿(mǎn)足人類(lèi)的食物需求。土壤肥力管理在作物高產(chǎn)高效中發(fā)揮著重要作用。施肥是土壤肥力管理的關(guān)鍵措施，不僅有助于改善土壤肥力，也可以促進(jìn)作物增產(chǎn)。但不合理的施肥措施不僅降低氮肥利用效率，還增加溫室氣體排放。為探明不同施肥措施對(duì)雙季玉米生產(chǎn)力、碳氮排放及氮素利用的影響，本研究于2015年和2016年借助江西進(jìn)賢的長(zhǎng)期定位試驗(yàn)，對(duì)長(zhǎng)期不施肥(CK)、有機(jī)肥(OM)、無(wú)機(jī)氮肥(N)、NPK、2

2、NPK和NPKM(NPK+OM)的六種措施進(jìn)行了系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，比較分析不同施肥措施下雙季玉米溫室氣體(N2O、CH4)排放、NH3揮發(fā)、植株氮素吸收利用和產(chǎn)量等差異，獲得的主要結(jié)果如下:
　　(1)有機(jī)肥施用利于玉米高產(chǎn)高效協(xié)同。從兩年春玉米和夏玉米季來(lái)看，NPKM處理下氮素吸收量和氮肥利用率最高，無(wú)機(jī)氮肥(N)處理最低。與施用化學(xué)肥料相比，有機(jī)肥顯著提高了氮肥利用率。對(duì)于干物質(zhì)積累而言，NPKM處理下地上部干重和產(chǎn)量最高，無(wú)機(jī)氮肥處

3、理最低。結(jié)果表明，有機(jī)無(wú)機(jī)配施(NPKM)有助于增加雙季玉米干物質(zhì)積累和產(chǎn)量。另外，OM、NPKM處理顯著增加了紅壤土的pH、有機(jī)質(zhì)含量和總氮含量，降低了土壤容重。
　　(2)有機(jī)肥施用顯著提高N2O排放。N2O排放速率高峰出現(xiàn)在施肥后第3-5周，且有機(jī)肥施用下（OM和NPKM處理）排放峰值最高，CK處理最低。不同施肥措施下N2O累計(jì)排放量存在顯著差異。2015年春玉米季N2O累積排放量變化范圍為0.33～0.81 kg N2O

4、ha-1.夏玉米累計(jì)排放量為0.47～1.19kg N2O ha-1。春玉米和夏玉米季N2O累積排放量均為NPKM處理最高。對(duì)于周年N2O排放，2015年NPKM處理的周年N2O排放量最高，達(dá)1.95 kg N2O ha-1，CK處理最低。2016年趨勢(shì)與此一致。不同玉米季和施肥措施下土壤中NH4+和NO3-濃度差異顯著。施肥增加了土壤中的硝化速率，但施用有機(jī)肥和化肥處理間差異不顯著。本研究中，有機(jī)無(wú)機(jī)配施顯著增加了土壤反硝化作用，與其

5、他處理相比，NPKM處理反硝化潛勢(shì)增加。另外，試驗(yàn)中兩個(gè)玉米季CH4排放無(wú)明顯規(guī)律，N2O排放對(duì)GWP的貢獻(xiàn)要顯著大于CH4?？傮w而言，與施用化肥相比，施用有機(jī)肥促進(jìn)了N2O排放。
　　(3)不同施肥措施下玉米季全球增溫潛勢(shì)差異顯著。2015年春玉米季NPKM處理的單位面積增溫潛勢(shì)最高，達(dá)288.56 kg CO2-eq ha-1,夏玉米季OM處理的單位面積增溫潛勢(shì)最高(358.08kgCO2-eq ha-1);2016年春玉米季

6、OM處理單位面積增溫潛勢(shì)最高，夏玉米季NPKM處理最高。但春玉米季和夏玉米季NPKM和OM兩個(gè)處理間單位面積增溫潛勢(shì)差異未達(dá)到顯著水平。與2015年相比，2016年NPKM、NPK和OM處理的單位面積增溫潛勢(shì)分別增加了8.2％，4.8％和2.8％，而CK和N處理卻降低了26.4％和6.5％。不同施肥管理措施顯著影響單位產(chǎn)量GWP。無(wú)論春玉米季還是夏玉米季，施用化肥處理增加了單位產(chǎn)量GWP，但施用有機(jī)肥處理（OM和NPKM）單位產(chǎn)量GWP

7、顯著降低。結(jié)果表明，OM處理和NPKM處理顯著增加了玉米產(chǎn)量，導(dǎo)致雙季玉米的單位產(chǎn)量GWP降低，在一定程度上抵消了施用有機(jī)肥的N2O增排效應(yīng)。
　　(4)有機(jī)肥施用顯著增加NH3揮發(fā)。不同施肥措施下，土壤NH3的排放高峰均出現(xiàn)在施肥后4天內(nèi)。不同施肥管理措施下NH3揮發(fā)差異顯著，施用有機(jī)肥（OM和NPKM處理）NH3揮發(fā)量最高。間歇性降雨對(duì)NH3揮發(fā)有顯著影響。較高的土壤溫度和濕度以及風(fēng)速均可導(dǎo)致NH3揮發(fā)的增加。
　　綜上