秸秆和生物炭添加对关中地区玉米-小麦轮作农田温室气体排放的影响

作者：陈静; 张建国^*; 赵英; 张阿凤; 成功; 冯浩

来源：水土保持研究, 2018, 25(05): 170-178.

DOI：10.13869/j.cnki.rswc.2018.05.024

• 秸秆还田
• 生物炭添加
• 玉米—小麦轮作
• 温室气体
• 净增温潜势
• 关中地区

为探讨玉米—小麦轮作农田秸秆和生物炭添加的固碳减排效应,以关中地区典型玉米—小麦轮作农田为研究区域,采用静态暗箱—气相色谱法监测了秸秆和生物炭添加后土壤CO2,CH4和N2O排放的动态变化。设常规施肥(N)、施基肥和添加4t/hm2秸秆还田(NS)、施基肥和添加4t/hm2生物炭(NBClow)、施基肥和添加8t/hm2生物炭(NBChigh)和对照(CK)既不施肥也不施有机物料5个处理。结果表明:(1)与N处理相比,NS处理的农田土壤N2O排放总量没有显著变化,添加生物炭降低了土壤N2O年排放总量,NBClow和NBChigh处理分别降低了13.21%和23.75%。(2)与N处理相比,NS处理的农田土壤CO2年排放总量增加了44.07%,添加8t/hm2生物炭降低了CO2年排放总量,NBChigh处理降低了9.94%。(3)与N处理相比,NS处理的CH4年排放总量增加了42.32%。NB_(Clow)和NBChigh处理CH4年排放总量分别增加了76.38%和73.23%。(4)秸秆还田和生物炭添加均提高了作物产量,与N处理相比,NS,NBClow和NBChigh处理的年产量分别提高了13.73%,20.37%和7.56%;NBChigh处理比NBClow处理年产量降低了10.64%;与N处理相比,NS,NBClow和NBChigh处理的小麦产量分别提高了22.36%,25.41%和14.06%;NS,NBChigh处理的玉米产量分别提高了5.40%和15.50%。(5)添加生物炭降低了净增温潜势,与N处理相比,NBClow和NBChigh处理分别降低了33.59,48.33t/hm2,单位产量的净增温潜势分别降低了2.53,4.21t/t。综上所述,添加4t/hm2生物炭更有利于玉米—小麦轮作农田系统的固碳减排和产量的提高。

• 单位
  中国科学院水利部水土保持研究所; 农业部; 西北农林科技大学