有机肥替代化肥对砂姜黑土区小麦-玉米轮作系统N2O排放的影响

作者：刘高远; 和爱玲; 杜君; 吕金岭; 聂胜委; 潘秀燕; 许纪东; 李珏; 杨占平^*

来源：中国农业科学, 2023, 56(16): 3156-3167.

• 小麦-玉米轮作
• 化肥减施
• 畜禽粪便
• 氧化亚氮
• 温室气体
• 砂姜黑土

【目的】探究有机肥替代化肥条件下砂姜黑土区小麦-玉米轮作系统N2O排放特征及与土壤环境因子的关系，为实现农田温室气体减排提供理论依据。【方法】以砂姜黑土区小麦-玉米轮作系统为研究对象，采用静态箱-气相色谱法与常规土壤参数分析相结合，研究不施肥(CK)、常规施肥(CF)、有机肥氮替代20%化肥氮及有机肥氮替代40%化肥氮(R2FM及R4FM，有机肥于小麦季施用)对小麦-玉米轮作系统N2O排放的影响及与关键驱动因子的关系。【结果】R2FM及R4FM处理小麦产量显著高于CF处理，增幅分别为12.2%和10.2%，而不同施肥处理之间玉米产量无显著差异。CK、CF、R2FM及R4FM处理周年N2O平均排放通量分别为5.9、50.3、43.9及39.6μg·m-2·h-1，其中小麦季为3.1、23.6、25.0及26.4μg·m-2·h-1，玉米季为8.8、77.0、62.8及52.9μg·m-2·h-1；不同施肥处理下N2O排放通量与土壤NO3--N含量呈极显著正相关，同时还与小麦季土壤温度、玉米季土壤含水量呈显著或极显著正相关。CF、R2FM及R4FM处理周年N2O累积排放量分别为2.38、2.44及2.53 kg·hm-2，较CK处理(0.56 kg·hm-2)显著增加325%—354%,N2O-N排放系数为0.40%—0.44%，但CF、R2FM及R4FM处理之间周年N2O累积排放量、N2O-N排放系数均无显著差异。不同施肥处理下季节性N2O累积排放量存在差异，与CF处理相比，R2FM及R4FM处理在小麦季N2O累积排放量分别显著提高28.3%和62.6%，且二者N2O-N排放系数(0.35%和0.41%)显著增加，而在玉米季N2O累积排放量分别显著降低15.8%和33.8%;N2O累积排放量与小麦季土壤全氮、碱解氮、微生物量碳含量及玉米季土壤全氮含量呈显著或极显著正相关，而与玉米季土壤有机碳含量呈显著负相关。【结论】在有机肥氮替代化肥氮条件下，优化小麦季施肥管理是减少砂姜黑土区小麦-玉米轮作系统N2O排放的关键。

• 单位
  河南省农业科学院