论文部分内容阅读
本文在分析农田作物产量和不同途径氮损失和温室气体排放的基础上,以我国华北平原玉米田和洱海流域水稻田为研究对象,开展作物氮吸收、NH3挥发、N2O排放和地下淋溶等不同途径氮损失的研究,研究了施肥方式、有机替代技术对华北平原农田活性氮排放的影响及冬季覆盖作物种植技术的影响作用,并在此基础上进行氮盈余和氮平衡研究。本文的主要结论是:(1)与常规种植技术(尿素+均行种植)相比,高垄宽窄行和缓控肥技术即条施技术和一次性缓控肥技术均可保证玉米产量。在施尿素条件下,条施技术提高了 36.4%的氮素利用率(NUE);在高垄宽窄行种植条件下,一次性缓控释肥比多次施尿素技术提高了5.45%的氮素利用率。条施技术和一次性缓控肥技术均降低了氮盈余量,有利于降低氮损失风险,其中条施比均匀撒施化肥的氨挥发系数低,一次性缓控肥比分批施尿素的氨挥发系数低。另外,与常规种植技术相比,尿素多次条施和一次性缓控肥条施技术均降低了 N2O排放量,但对CO2排放量无显著影响。(2)在华北平原,长期施用猪粪和鸡粪半量代替化肥氮提高了玉米产量、土壤SOC和TN含量。与NPK处理相比,鸡粪和猪粪的半量替代处理氮素利用率分别增加了28.7%和25.0%。与单施化肥相比,鸡粪半量替代化肥氮和猪粪半量替代化肥氮处理的氮盈余量分别降低了34.2%和29.8%,损失途径以氮淋溶和NH3挥发为主,淋溶和挥发氮分别占施氮量的11.1%和3.68%。在保持作物产量和土壤肥力的基础上,用50%的猪粪和鸡粪代替化学氮肥,可以降低华北平原农田NH3排放和氮淋溶量,但不能降低农田CO2和N2O排放量。(3)在冬季覆盖作物-春玉米轮作系统中,土壤SOC、TN和土壤微生物活性以及玉米产量均有提高。在春玉米生长季,覆盖作物处理的氮盈余量分布在27.0-41.6 kg·ha-1。春玉米生长季,农田氮损失以NH3挥发和N淋溶为主,其中,在冬闲田-玉米处理中,以NH3排放输出的氮占氮盈余量的33.5%,淋溶氮损失占16.6%,均比覆盖作物处理低。在玉米生长季节,覆盖作物翻压和肥料的结合降低了NO3-淋溶,但对NH3排放没有显著影响。从长远来看,覆盖作物翻压替代部分化肥氮施用量,降低氮损失带来的环境风险。