不同氮肥管理模式對稻麥輪作系統(tǒng)凈溫室效應(yīng)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(xué)氮肥長期大量施用導(dǎo)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(jī)碳含量等。為了減少化學(xué)氮肥施用量，緩解化學(xué)氮肥對環(huán)境的污染，提出了以有機(jī)肥部分替代化學(xué)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(shí)，也會(huì)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(yīng)的綜合影響，為全面合理評價(jià)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(yīng)的綜合效應(yīng)提供科學(xué)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(gè)稻麥輪作周期中CH4、N2O和CO2排放通量進(jìn)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(jìn)而估算稻麥輪作生態(tài)系統(tǒng)固碳速率(δSOC)、凈溫室效應(yīng)(net GWP)和溫室氣體強(qiáng)度(GHGI)。試驗(yàn)包括以下三個(gè)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(xué)氮肥補(bǔ)足(MC)、豬糞堆肥有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥(CC)、秸稈還田+化學(xué)氮肥補(bǔ)足(SC)和秸稈還田加入秸稈伴侶+化學(xué)氮肥補(bǔ)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(yīng)及溫室氣體強(qiáng)度;不同堆肥模式對豬糞堆肥過程中溫室氣體排放與碳素?fù)p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(jié)果如下:
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4、.施用豬糞有機(jī)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(yīng)并不能抵消其直接排放的溫室氣體的貢獻(xiàn)，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(jìn)一步研究，來達(dá)到固碳減排和增產(chǎn)的目標(biāo)。
　　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(yīng)無統(tǒng)計(jì)差異。在堆制過程中，4個(gè)處理的有機(jī)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(jìn)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(xué)品投入引起的CO2當(dāng)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(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于田間管理引起的溫室效應(yīng)。