施肥對(duì)稻麥輪作體系溫室氣體排放及土壤微生物特性的影響.pdf

1、農(nóng)業(yè)活動(dòng)引起的溫室氣體排放對(duì)全球變暖的影響日益得到關(guān)注，其中施肥是影響農(nóng)田溫室氣體排放的重要因素。為了探明稻麥輪作體系下施肥對(duì)溫室氣體排放規(guī)律的影響和對(duì)土壤的培肥機(jī)制，在田間試驗(yàn)中設(shè)置等氮量施肥和優(yōu)化優(yōu)化施肥兩個(gè)大田試驗(yàn)。等氮量施肥為:1）不施氮肥(CK);2)單施尿素(Urea);3)尿素配施有機(jī)肥(Urea+OM);4)尿素配合秸稈還田(Urea+SR);5)尿素配施緩控釋肥(Urea+CR)。優(yōu)化施肥為:1）不施氮肥(CK);2)

2、農(nóng)民習(xí)慣施肥(FP);3) FP基礎(chǔ)上減氮25％，配施有機(jī)肥和緩控釋肥(OPT1);4)OPT1基礎(chǔ)上加秸稈還田(OPT2);5) OPT2基礎(chǔ)上減氮20％，根區(qū)施肥(OPT3)，運(yùn)用靜態(tài)箱和分子生態(tài)學(xué)方法研究了施肥對(duì)農(nóng)田溫室氣體排放和微生物群落結(jié)構(gòu)的影響，取得以下進(jìn)展:
　　(1)CO2、CH4和N2O在麥季和稻季的排放特征不同，農(nóng)田CO2在麥季和稻季的排放通量相近，CH4在麥季排放通量小，在稻季排放通量大;N2O排放規(guī)律與CH

3、4相反。與CK相比，各施肥措施均增加了CO2、CH4和N2O的季節(jié)排放總量，與單施化肥相比，有機(jī)肥增加了三種溫室氣體的排放，緩控釋肥減少了三種溫室氣體的排放，秸稈還田雖增加了CO2和CH4的排放，但可減少N2O的排放。
　　(2)CH4和N2O的總增溫潛勢(shì)(GWP)結(jié)果分析表明，麥季GWP主要是由N2O貢獻(xiàn)，稻季GWP主要由CH4貢獻(xiàn)，而整個(gè)輪作體系GWP主要由CH4貢獻(xiàn)，因此稻麥輪作體系的減排重點(diǎn)在減少農(nóng)田CH4的排放。等氮量施

4、肥中，與單施化肥相比，化肥配施有機(jī)肥，秸稈還田和緩控釋肥處理在整個(gè)輪作體系均有增產(chǎn)作用。優(yōu)化施肥中，OPT1處理以及OPT2處理和OPT3處理在麥季和稻季產(chǎn)量均高于當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥處理，其中OPT1處理增產(chǎn)作用顯著，OPT3在穩(wěn)產(chǎn)的情況下可節(jié)約40％氮肥。
　　(3)綜合稻麥輪作體系中不同處理的溫室氣體增溫潛勢(shì)和產(chǎn)量水平(GHGI)，等氮量施肥中配施有機(jī)肥和配施緩控釋肥處理的GHGI小于單施化肥處理，有機(jī)肥和緩控釋肥在GHGI評(píng)價(jià)體系

5、下優(yōu)于化肥。優(yōu)化施肥處理中，減氮25％并配施有機(jī)肥和緩釋釋肥處理(OPT1)以及減氮40％配施有機(jī)肥緩控釋肥和秸稈還田處理(OPT3)優(yōu)于當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥，在增產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)上減少單位產(chǎn)量的增溫潛勢(shì)，并節(jié)約氮肥。
　　(4)綜合等氮量施肥和優(yōu)化施肥處理的溫室氣體排放和土壤因子的相關(guān)分析，CO2排放在輪作體系內(nèi)與土壤溫度呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(p＜0.001)，CH4排放在稻季受土溫和七壤含水量的影響。CO2、CH4和N2O在不同生育期與銨

6、態(tài)氮、硝態(tài)氮、脲酶、微生物量碳氮存在顯著相關(guān)關(guān)系。
　　(5)磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid, PLFA)分析表明，稻田土壤主要以革蘭氏陽(yáng)性菌和放線菌為主。等氮量施肥處理中，Urea+OM處理能夠顯著提高土壤微生物總磷脂脂肪酸的含量，同時(shí)提高真菌/細(xì)菌比值，降低G+/G-的比值，表明以20％有機(jī)肥替代化肥能夠改善了微生物棲息環(huán)境，提高了稻田土壤的生態(tài)緩沖能力，改善其養(yǎng)分狀況。不同優(yōu)化施肥處理中，與CK和