碳氮管理措施對冬小麥/夏玉米輪作體系作物產(chǎn)量、秸稈腐解、土壤CO_2排放的影響

【摘要】：【目的】系統(tǒng)地研究華北平原冬小麥/夏玉米輪作體系對不同碳氮管理措施的響應,為作物增產(chǎn)、土壤培肥、環(huán)境友好的"三贏"局面提供數(shù)據(jù)支持和理論依據(jù)。【方法】分別采用Nmin測試法、尼龍網(wǎng)袋埋藏法、靜態(tài)堿液吸收法研究不同碳氮管理對冬小麥/夏玉米不同時期0—1 m土層硝態(tài)氮累積量、秸稈腐解、土壤CO2排放的影響?！窘Y(jié)果】基于Nmin測試法的優(yōu)化碳氮(Nopt,C+Nopt)處理和平衡氮素的碳氮(C+M,C+W)處理在冬小麥產(chǎn)量上為傳統(tǒng)碳氮(Ncon,C+Ncon)處理的100.8%—115.9%;在夏玉米產(chǎn)量上,為傳統(tǒng)處理的96.0%—116.4%;且能夠節(jié)省48.2%—70.4%的氮肥用量。傳統(tǒng)處理0—1m土層硝態(tài)氮累積量最高可達456.7和419.8 kgN.hm-2,而優(yōu)化處理和平衡處理最高僅為283.3和180.6 kgN.hm-2,傳統(tǒng)處理土壤中的硝酸鹽被淋洗的風險要遠高于優(yōu)化處理和平衡處理。在低溫干燥的冬小麥季,玉米秸稈腐解較慢,最后秸稈腐解率為61.7%—70.1%;在高溫多雨的夏玉米季,小麥秸稈腐解較快,最后秸稈腐解率為56.7%—79.3%。土壤CO2排放具有明顯的季節(jié)性變化,冬小麥季的日平均CO2排放量為4.8—10.8 gC.m-2,而夏玉米季為12.7—20.7 gC.m-2。施有機肥處理的土壤CO2排放量最大,為3 844.2和4 642.3 gC.m-2,且顯著高于其它處理?！窘Y(jié)論】基于Nmin測試法的優(yōu)化碳氮管理措施和平衡氮素的碳氮管理措施不僅能夠減少氮肥投入,穩(wěn)定作物產(chǎn)量,還能降低0—1 m土層硝態(tài)氮累積量,培肥土壤。 【作者單位】： 中國農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院/教育部植物-土壤相互作用重點實驗室;中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所/農(nóng)業(yè)部植物營養(yǎng)與肥料重點實驗室;
【關(guān)鍵詞】： 冬小麥/夏玉米輪作 碳氮管理 硝態(tài)氮 秸稈腐解 土壤CO排放 華北平原
【基金】：國家自然科學基金項目(31172033) 教育部博士點基金(20100008110004)
【分類號】：S512.11;S513
【正文快照】： 0引言【研究意義】華北平原是中國小麥和玉米的主產(chǎn)區(qū),在約占全國28%播種面積上投入全國32%的氮肥[1],帶來一系列生態(tài)環(huán)境問題,如:地下水硝酸鹽超標、水體富營養(yǎng)化、溫室氣體排放等[2]。當前,基于根層調(diào)控的養(yǎng)分管理措施能在穩(wěn)產(chǎn)的前提下有效地降低施氮量[3];同時,較高的作物

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土壤碳儲量減少:中國農(nóng)業(yè)之隱患──中美農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)對比研究    李長生

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不同氮肥用量對蔬菜硝態(tài)氮累積的影響    王朝輝,李生秀,田霄鴻

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施氮量對綠葉蔬菜硝態(tài)氮的累積和產(chǎn)量的影響    李亦松

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太行山前平原冬小麥田深層土體硝態(tài)氮累積特征研究    胡春勝;程一松;

填閑作物的種植對設(shè)施土壤硝態(tài)氮累積的影響    張迪;牛明芬;王少軍;

植物硝態(tài)氮累積的營養(yǎng)生理基礎(chǔ)研究    王朝輝;劉忠;王西娜;李生秀;

不同硫脲用量對菠菜生理變化及土壤氮素形態(tài)的影響    何盈;蔡順香;何春梅;羅濤;

不同施氮處理對菠菜土壤硝態(tài)氮累積的影響    李鵬;李玉浸;楊殿林;王志勇;龐鳳梅;

施氮量及底追比例對小麥產(chǎn)量、土壤硝態(tài)氮含量和氮平衡的影響    石玉;于振文;

北京市順義區(qū)淺層土壤氮素的分布與累積特征    陸紅娜;

秸稈還田需注意的問題    劉文

秸稈還田“五注意”    薛志成

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小麥搶收已近九成 社會相助安全入庫    記者 張秀華

江蘇邗江為秸稈利用找“出路”    許吉定 吳曉芳 高杰

玉米秸桿怎樣還田    夏禎剛 吳亞維

牛秸稈飼料微生物處理技術(shù)    左廣勝 韓克敏

超高茬麥田套稻效益高    顧克禮

冬小麥麥草覆蓋技術(shù)    趙保勤 薛紅

玉米秸稈還田應注意啥    山東省鄄城縣農(nóng)業(yè)局 賈友江

黃土區(qū)旱地深層硝酸鹽累積機理、生物有效性與環(huán)境效應    黨廷輝

華北平原集約化農(nóng)作區(qū)不同種植體系施用氮肥對環(huán)境的影響    寇長林

冬小麥/夏玉米輪作體系中肥料氮的硝化—反硝化作用研究    鄒國元

優(yōu)化施氮下冬小麥/夏玉米輪作農(nóng)田氮素循環(huán)與平衡研究    王秀斌

葉菜硝態(tài)氮吸收、溢泌及還原轉(zhuǎn)化與品種間葉柄硝態(tài)氮累積差異的關(guān)系    黃彩變

寧夏引黃灌區(qū)不同類型農(nóng)田氮素累積與淋洗特征研究    趙營

培養(yǎng)條件下小麥及玉米秸稈在土壤中的腐解特性研究    Shaukat Ali Abro

節(jié)水控氮對寧夏不同土壤—蔬菜體系中氮素平衡及NO_3~--N淋失的影響    張學軍

西北旱地殘留氮的作物利用及覆蓋土壤有機氮研究    王西娜

蔬菜保護地氮素利用與去向研究    張貴龍

秸稈腐解對土壤供鋅能力的影響    楊芳

不同施肥與種植模式對白洋淀周邊農(nóng)田土壤硝態(tài)氮累積的影響研究    趙姍姍

有機肥資源利用現(xiàn)狀調(diào)查與施用有機肥對土壤環(huán)境的影響    樊羿

秸稈還田和施氮量對關(guān)中灌區(qū)冬小麥產(chǎn)量形成和養(yǎng)分利用的影響    沈海軍

旱地冬小麥/夏玉米輪作土壤礦質(zhì)氮及其對作物生長與養(yǎng)分利用影響    王西娜

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有機無機肥料配施對麥田土壤氨揮發(fā)和硝態(tài)氮含量的影響    龐鳳梅

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設(shè)施栽培年限及施肥對土壤鹽分和硝態(tài)氮累積的影響研究    沈靈鳳