生物炭和秸秆还田对干旱区玉米农田土壤温室气体通量的影响

作者：程功; 刘廷玺^*; 李东方; 段利民; 王冠丽

来源：中国生态农业学报（中英文）, 2019, 27(07): 1004-1014.

DOI：10.13930/j.cnki.cjea.190008

• 生物炭
• 玉米
• 农田
• 温室气体
• 秸秆还田
• 干旱区

为了研究生物炭及秸秆还田对干旱区玉米农田温室气体通量的影响,以内蒙古科尔沁地区玉米农田为试验对象,采用静态箱-气相色谱法对分别施入生物炭0t·hm-2(CK)、15t·hm-2(C15)、30t·hm-2(C30)、45t·hm-2(C45)及秸秆还田(SNPK)的土壤进行温室气体(CO2、CH4和N2O)通量的原位观测,并估算生长季CH4和N2O的综合增温潜势(GWP)与排放强度(GHGI)。结果表明:添加生物炭能够显著减少土壤CO2和N2O的排放量,并促进土壤对CH4的吸收作用。其中处理C15对CO2的减排效果最好,与对照相比CO2排放量降低21.16%。随着施入生物炭量的增加,生物炭对N2O排放的抑制作用不断增强,处理C45对减排效果最好,与对照相比N2O排放量降低86.25%。处理C15对土壤吸收CH4的促进效果最好, CH4吸收量增加56.62%;处理C45对CH4的排放有促进作用,使生长季土壤吸收CH4减少81.36%。SNPK对温室气体的减排作用接近处理C15。添加生物炭和秸秆还田对提高玉米产量和降低农田GWP与GHGI均有显著效果,施用生物炭及秸秆还田均有效提高了科尔沁地区的玉米产量,且玉米产量随着施入生物炭含量的增大而提升。从GWP上来看,施用15t·hm-2生物炭对温室气体减排的整体效果最好。从GHGI上来看,施用生物炭及秸秆还田均具有一定的经济效益和减排意义,其中施用15 t·hm-2生物炭的综合效益最高。因此综合经济效益与环境因素,建议科尔沁地区农田在种植玉米时添加15t·hm-2生物炭,如不具备购买生物炭条件,可以考虑秸秆还田来实现玉米增产与温室气体减排。

• 单位
  内蒙古农业大学; 建筑工程学院; 南京市水利规划设计院股份有限公司