農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，而農業(yè)生產活動是溫室氣體特別是非CO2溫室氣體的重要人為排放源。農業(yè)生產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，通過各種農作管理活動能增加土壤碳匯，增強農業(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，設置不同的農作管理措施：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資料和生產活動對冬小麥-夏玉米生產系統(tǒng)中碳排放足跡的貢獻，篩選最佳的農作管

3、理措施，為華北集約化農田固碳減排及高產穩(wěn)產提供技術支持。主要研究結果如下：
　?。?）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%、單位產量的N2O排放強度也較低（0.16%），是

4、可推薦的低碳穩(wěn)產管理措施。
　?。?）不同農作管理措施下，華北地區(qū)典型冬小麥-夏玉米生產系統(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碳排放足跡占比36.0%-39.0%，包括化肥生產和有機肥生產兩部分），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（3.0%-3.9%）和農藥生產（0.4%-0.5%）。因此，化肥生產工業(yè)的減排對農產品生命周期碳排放足跡的影響至關重要。
　?。?）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）5年定位試驗表明，不同

6、農作管理措施對土壤有機碳變化的影響不同，5年內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