施用有機(jī)肥我國典型農(nóng)田土壤溫室氣體排放特征.pdf

1、因溫室氣體排放造成的全球變暖是人類面臨的重要生態(tài)環(huán)境問題之一。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是人類最重要的生產(chǎn)活動，也是溫室氣體的重要來源，其對溫室氣體總排放量的貢獻(xiàn)率達(dá)20％。農(nóng)田溫室氣體排放受土壤理化性質(zhì)、微生物、管理措施、氣候等因素的影響。尤其是施用有機(jī)肥能夠影響碳氮的活性和分解，提高土壤有機(jī)質(zhì)和氮的含量，改善土壤微生物的活性和數(shù)量，進(jìn)而影響溫室氣體排放。目前施用有機(jī)肥對農(nóng)田溫室氣體排放的影響研究多基于單點(diǎn)位，缺乏對我國各區(qū)域農(nóng)田溫室氣體排放特征的系統(tǒng)

2、梳理和研究，且與土壤溫室氣體排放緊密相關(guān)的土壤微生物在施用有機(jī)肥之后如何變化也尚未完全明確。
　　針對以上科學(xué)問題，本研究設(shè)定“1990～2017年”、“中國農(nóng)田土壤”、“施用有機(jī)肥”、“溫室氣體(N2O、CO2和CH4）”和“土壤微生物生物量碳氮(SMBC和SMBN)”等檢索關(guān)鍵詞，從中國知網(wǎng)、萬方和Science Direct等文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫，篩選出已發(fā)表的195篇目標(biāo)文獻(xiàn)，收集并建立施用有機(jī)肥后溫室氣體排放數(shù)據(jù)庫。運(yùn)用整合分析（

3、Meta-analysis）的方法，系統(tǒng)分析不同影響因素（氣候、土壤屬性和管理措施等）下施用有機(jī)肥對農(nóng)田土壤溫室氣體排放特征的影響及主控因子。本研究可豐富我國農(nóng)田合理施肥對溫室氣體排放機(jī)理及其影響因素的研究，對制定科學(xué)合理的農(nóng)田施肥措施，尋求溫室氣體減排途徑具有重要的實踐意義。主要結(jié)果和結(jié)論如下:
　　1.施用有機(jī)肥相比施用化肥，農(nóng)田N2O、CO2和CH4排放量分別改變了:-3％、+15％和+60％;相比不施肥農(nóng)田N2O、CO2和

4、CH4排放量分別提高了289％、84％和83％。水田上施用有機(jī)肥相比施用化肥分別降低15％和8％的N2O和CO2排放量，而CH4排放增加了72％。旱地上施用有機(jī)肥相比施用化肥分別增加了8％、23％和31％的N2O、CO2和CH4排放量。單施有機(jī)肥處理的N2O,CO2排放量比有機(jī)無機(jī)配施處理低。在總氮輸入量相同的情況下，施用有機(jī)肥相比施用化肥處理的土壤溫室氣體排放量變化百分?jǐn)?shù):N2O:早地-13％，水田-3.3％;CO2:旱地+26％，水

5、田-36％;CH4:旱地-12％，水田+83％。相比施用化肥，施用有機(jī)肥之后N2O、CO2和CH4排放增加百分?jǐn)?shù)，亞熱帶地區(qū)＞溫帶地區(qū);堿性土壤上N2O和CO2排放降低;隨著土壤SOC、TN含量增加，N2O、CO2和CH4排放量增加。
　　2.按照主要農(nóng)作物的種類分別計算農(nóng)作物單位面積和單位產(chǎn)量的溫室氣體排放量，結(jié)果表明施用有機(jī)肥之后降低了農(nóng)田小麥、玉米和水稻單位產(chǎn)量CO2排放量;施用有機(jī)肥之后小麥、玉米和水稻單位面積和單位產(chǎn)量N

6、2O排放量都降低;施用有機(jī)肥之后小麥和玉米田上的CH4單位面積排放量降低，但是水稻田上CH4的排放量很大，是一個大的CH4排放源。綜合分析N2O、CO2和CH4三種主要溫室氣體，施用有機(jī)肥之后小麥和玉米田上溫室氣體增溫潛勢(GWP)要小于施用化肥處理，但是水稻田上施用有機(jī)肥之后GWP（10153kg CO2-C ha-1yr-1）大于施用化肥(7404kg CO2-C ha-1yr-1)。
　　3.在全國范圍內(nèi)施用有機(jī)肥相比施用化

7、肥SMBC、SMBN、SMBC/SOC和SMBN/TN分別增加了40％、55％、16％和21％。SMBC與SMBN與每年有機(jī)肥碳氮的投入量呈顯著的正相關(guān)關(guān)系(P＜0.01)。有機(jī)肥處理的SMBC/SMBN（平均6.58）比施用化肥(平均7.86)低。
　　4.施用有機(jī)肥之后微生物生物量碳、氮的變化在不同條件下存在差異，并受多種因素的驅(qū)動。有機(jī)肥的種類對微生物的影響最大，其中施用養(yǎng)分含量相對較差的農(nóng)家肥之后相比施用化肥微生物生物量碳