農(nóng)作管理措施對華北平原典型冬小麥-夏玉米田N2O排放及土壤有機碳的影響.pdf

1、全球氣候變暖是人類面臨的最嚴峻的全球環(huán)境問題之一，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動是溫室氣體特別是非CO2溫室氣體的重要人為排放源。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程減緩氣候變化的措施主要包括減少溫室氣體排放和增加農(nóng)業(yè)匯兩個方面。土壤碳庫分別是大氣碳庫和植被碳庫的3倍和4倍，通過各種農(nóng)作管理活動能增加土壤碳匯，增強農(nóng)業(yè)土壤碳匯是成本低廉的、減緩大氣中二氧化碳濃度上升的措施之一。本研究以華北平原典型冬小麥-夏玉米田為研究對象，設(shè)置不同的農(nóng)作管理措施：1）不施肥+翻耕（CK）；2

2、）常規(guī)施肥+翻耕（FS）；3）化肥有機肥配施+翻耕（FM）；4）常規(guī)施肥+秸稈還田+翻耕（FST）；5）常規(guī)施肥+秸稈還田+旋耕（FSR）；6）常規(guī)施肥+秸稈還田+免耕（FSN）；監(jiān)測不同農(nóng)田管理措施連續(xù)3年對土壤N2O排放的影響和措施實施5年后土壤有機質(zhì)含量的變化，評價施肥、耕作、秸稈還田等措施對土壤N2O排放及土壤有機碳的雙重影響，并按照生命周期法估算了各生產(chǎn)資料和生產(chǎn)活動對冬小麥-夏玉米生產(chǎn)系統(tǒng)中碳排放足跡的貢獻，篩選最佳的農(nóng)作管

3、理措施，為華北集約化農(nóng)田固碳減排及高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供技術(shù)支持。主要研究結(jié)果如下：
　?。?）不同管理措施下冬小麥-夏玉米田的土壤N2O排放通量多年季節(jié)變化規(guī)律大致相同：排放峰主要發(fā)生在施肥和灌溉后；冬小麥季N2O排放通量受溫度和水分的共同影響，夏玉米季的N2O排放通量主要受土壤水分含量的影響。
　　（2）在保持施氮量相同的情況下，有機肥替代30％的氮肥2年平均可減排N2O15.6%、單位產(chǎn)量的N2O排放強度也較低（0.16%），是

4、可推薦的低碳穩(wěn)產(chǎn)管理措施。
　?。?）不同農(nóng)作管理措施下，華北地區(qū)典型冬小麥-夏玉米生產(chǎn)系統(tǒng)碳排放足跡為1550.2-2025.8kgC-e/hm2/a（不包括無肥處理：811.0-828.8 kgC-e/hm2/a）,其中化肥生產(chǎn)過程的碳排放足跡占比最高，為42.9%-49.3%（其中化肥和有機肥配施處理的肥料生產(chǎn)碳排放足跡占比36.0%-39.0%，包括化肥生產(chǎn)和有機肥生產(chǎn)兩部分），其次是灌溉耗電（21.3%-27.8%）和氮

5、肥施用的田間直接排放（16.0%-24.3%），農(nóng)業(yè)機械田間作業(yè)耗油的碳排放占比8.0%-10.8%，再次是種子生產(chǎn)（3.0%-3.9%）和農(nóng)藥生產(chǎn)（0.4%-0.5%）。因此，化肥生產(chǎn)工業(yè)的減排對農(nóng)產(chǎn)品生命周期碳排放足跡的影響至關(guān)重要。
　　（4）原位埋袋實驗表明，無論是小麥秸稈還是玉米秸稈，秸稈還田免耕比秸稈還田翻耕和秸稈還田旋耕處理的腐解均慢，秸稈的年腐殖化系數(shù)也略高于翻耕和旋耕處理。
　?。?）5年定位試驗表明，不同

6、農(nóng)作管理措施對土壤有機碳變化的影響不同，5年內(nèi)土壤有機碳年平均相對增加速率為增施有機肥或配施有機肥處理（2.66%/a）>秸稈還田免耕處理(0.92%/a)>秸稈還田翻耕或旋耕處理（0.74-0.78%/a）>單施化肥處理（0.30%/a），無肥處理5年期間土壤有機碳年平均相對下降速率為3.78%。與常規(guī)施肥秸稈不還田相比，化肥有機肥配施可以增加土壤有機碳的含量，免耕秸稈還田也是比較好的增加有機碳儲量的措施。
　?。?）本研究中各