不同氮肥管理模式對稻麥輪作系統(tǒng)凈溫室效應的觀測研究.pdf

1、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)在全球大氣溫室氣體（CH4、N2O和CO2）凈交換和碳收支中占有重要地位?；瘜W氮肥長期大量施用導致了一系列的環(huán)境問題，包括增加溫室氣體排放，降低土壤有機碳含量等。為了減少化學氮肥施用量，緩解化學氮肥對環(huán)境的污染，提出了以有機肥部分替代化學氮肥的解決措施。但是這些措施在緩解農(nóng)業(yè)面源污染的同時，也會直接影響農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳收支和溫室氣體排放。因此，本研究探討不同氮肥管理模式對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)凈溫室效應的綜合影響，為全面合理評價不同氮肥

2、管理模式對作物產(chǎn)量、土壤固碳潛力和溫室效應的綜合效應提供科學依據(jù)。
　　本研究以我國長江流域典型的稻麥輪作生態(tài)系統(tǒng)為研究對象，采用靜態(tài)暗箱-氣相色譜法對三個稻麥輪作周期中CH4、N2O和CO2排放通量進行田間原位觀測(2011-2014)。研究不同氮肥管理模式下三種溫室氣體排放規(guī)律和生態(tài)系統(tǒng)凈碳收支(NECB)，進而估算稻麥輪作生態(tài)系統(tǒng)固碳速率(δSOC)、凈溫室效應(net GWP)和溫室氣體強度(GHGI)。試驗包括以下三個部

3、分:不同氮肥管理模式下CH4和N2O的排放規(guī)律，包括不施肥(CK)、單施化肥(CF)、6 t ha-1豬糞堆肥+化學氮肥補足(MC)、豬糞堆肥有機無機復混肥(CC)、秸稈還田+化學氮肥補足(SC)和秸稈還田加入秸稈伴侶+化學氮肥補足(SB);不同氮肥管理模式下生態(tài)系統(tǒng)凈碳收支、凈溫室效應及溫室氣體強度;不同堆肥模式對豬糞堆肥過程中溫室氣體排放與碳素損失的影響;田間管理和農(nóng)用品投入引起的碳排放。
　　主要研究結果如下:
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4、.施用豬糞有機肥下不同氮肥管理模式全年CH4累積排放量變化為71.60 kg Cha-1yr-1(CK)-116.84 kg C ha-1yr-1(MC)。不同氮肥管理模式對CH4排放的影響差異不顯著。各處理全年N2O排放量變化為1.42 kg N ha-1yr-1(CK)-3.05 kg N ha-1yr-1(MC)。與CF處理相比，MC處理顯著增加了N2O排放，而CC處理差異不顯著。各處理的生態(tài)系統(tǒng)凈碳收支(NECB)均表現(xiàn)為碳積累

5、(1.01 t C ha-1yr-1-1.29 t C ha-1yr-1)。與 CF處理相比，MC和CC處理均顯著增加了稻麥輪作生態(tài)系統(tǒng)的碳固定。與CK處理相比，各施肥處理都顯著增加了net GWP和GHGI。與CF處理相比，MC處理增加了net GWP351.7％，CC處理減少了3.4％的net GWP，GHGI趨勢與net GWP一致。
　　2.秸稈還田下不同氮肥管理模式影響稻田溫室氣體排放和土壤固碳。秸稈還田顯著增加了CH4

6、與N2O排放，提高了土壤固碳量和作物產(chǎn)量。但是由于其對稻田土壤固碳而減緩的溫室效應并不能抵消其直接排放的溫室氣體的貢獻，與與單施化肥處理CF相比，兩秸稈還田處理SC和SB分別增加了net GWP1479.3％和1196.6％，GHGI分別增加了1200.0％和966.7％。因此，秸稈還田下不同氮肥管理這一措施還有待進一步研究，來達到固碳減排和增產(chǎn)的目標。
　　3.在4種堆肥過程中，CH4和CO2在堆肥前期排放速率較大，N2O在堆肥

7、前期排放速率較小，后期排放速率逐漸上升。堆體的含水量是影響堆肥過程中溫室氣體排放的主要因素。各處理綜合溫室效應無統(tǒng)計差異。在堆制過程中，4個處理的有機碳總體呈現(xiàn)下降的趨勢，各處理碳損失范圍為19.9％-22.6％。其中三種改進處理方式都減少了堆肥過程中的碳損失，以MN處理碳損失量最少。
　　4.田間管理和化學品投入引起的CO2當量排放不容忽視。以全年角度來看，各施肥模式下肥料施用引起的溫室效應遠遠大于田間管理引起的溫室效應。