水肥减量对设施芹菜地N2O排放的影响     

杨岩  孙钦平  邹国元  许俊香  李吉进  刘春生  江丽华 《中国农业气象》2016,37(3):281-288

为明确减量灌溉和施肥对设施菜地N₂O排放的影响,提出有效的N2O减排措施,本研究采用静态箱法,对北京郊区设施芹菜在灌溉和有机肥（沼渣）减量处理下的N₂O排放进行全生长季监测,分析灌溉和有机肥减量对土壤充水孔隙度（WFPS）、NO₃--N和NH₄+-N含量及土壤N2O排放的影响。试验为2个灌溉量和3个有机肥施用量的裂区双因素设计,具体为：常规灌溉量（H处理）下的常规施肥(HN)、减量1/3施肥(HN₃)和不施肥 (HN0),以及减量20%灌溉（L处理）下的常规施肥(LN)、减量1/3施肥(LN3)和不施肥 (LN0)共6个处理。结果表明,L处理在保证芹菜产量的前提下,对土壤充水孔隙度及无机氮含量无显著影响,但N₂O排放总量较H处理减少32.23%,达极显著水平（P＜0.01）。与常规施肥处理相比,减量1/3施肥和不施肥处理的土壤NO₃--N含量分别降低43.96%和76.42%,均达极显著水平（P＜0.01）,不同施肥量处理间土壤NH₄+-N含量无显著差异;芹菜产量随施氮量增加而增加,但减量1/3施肥和常规施肥处理对芹菜产量影响无显著差异,芹菜全生长季的土壤累积N₂O排放总量显著减少62.04%（P＜0.01）。本试验条件下,减量20%灌溉（L处理）和减量1/3施肥（N3处理）均能保证芹菜产量,显著降低芹菜地N2O排放通量,减少生产成本投入。  相似文献   

有机肥和秸秆炭分别替代部分尿素和秸秆降低黑土温室效应的效果   总被引：1，自引：1，他引：0  

李桂花  郭俊娒  姜慧敏  张建峰 《植物营养与肥料学报》2018,24(6):1566-1573

【目的】 农田条件下研究用有机肥替代部分尿素、用秸秆生物炭替代秸秆对黑土有机质提升和温室气体排放的影响,为秸秆有效还田和“固碳减排”提供理论依据。 【方法】 2013—2015年在东北典型春玉米区进行田间定位试验,所有处理采用相同方法施用同量磷钾化肥,磷肥为磷酸氢二铵 (P₅O₂ 60 kg/hm2),钾肥为硫酸钾 (K₂O 75 kg/hm2),在施用4 t/hm2玉米秸秆前提下,设置:1) 不施尿素氮 (N0);2) 尿素氮100% (N 165 kg/hm2,N1);3) 尿素氮60% + 有机肥氮20% + 缓释氮20% (N2)。另外,处理4) 除了用2 t/hm2玉米秸秆炭替代4 t/hm2玉米秸秆外,其他与N2一致 (N3)。各生育期测定生态系统温室气体 (CO₂、N₂O和CH₄) 排放量,收获期测定作物产量和地上部生物量。 【结果】 N1、N2、N3处理间玉米产量差异不显著。在等氮条件下,N1、N2、N3处理生态系统CO₂排放分别为13170、10521、9994 kg/hm2,N2和N3处理降低CO₂排放的效果显著好于N1,N2和N3处理差异不显著 (P < 0.05),N1、N2、N3处理N ₂O累积排放分别为6.092、6.597、3.604 kg/hm2,N3降低N₂O累积排放的效果显著好于N1和N2处理;N1、N2、N3处理CH₄累积排放分别为0.694、1.652、–2.107 kg/hm2,N3处理降低CH₄累积排放的效果显著好于N1和N2处理。农田系统净碳收支 (NECB,除土壤固碳外,作物?土壤系统产生的碳收支,如作物光合、呼吸和产量移出等),N2处理为C 766.5 kg/hm2,是碳汇,而N1和N3处理是碳源 (C ?621.3 kg/hm 2和?673.3 kg/hm2)。当季作物尺度上用NECB估算的土壤固碳效应N1、N2和N3处理分别为C ?142.9、176.3、1385.1 kg/hm 2,N3处理土壤固碳效应显著好于N2和N1处理。在化肥生产和运输以及农事操作等投入产生的间接碳排放量方面,化肥氮是农业投入的主要碳源,分别占N1、N2和N3处理农业投入的73%、71%和66%。综合考虑农事操作带来的碳排放,化学品投入带来的碳排放,以及农田系统温室气体排放和土壤固碳的收支,综合净温室效应N1、N2、N3处理分别为2535.2、1488.2、–3769.7 CO₂ eq. kg/hm2,只有N3处理是碳汇。 【结论】 在供试黑土条件下,用有机肥替代部分化肥增加生态系统净碳收入;用秸秆生物炭替代秸秆显著增加土壤固碳效应、减少N₂O排放;从综合净温室效应看,有机肥与秸秆生物炭分别替代部分化肥与秸秆“固碳减排”效果最佳。   相似文献   

2050年农田土壤温室气体排放及碳氮储量变化SPACSYS模型预测     

王树会  张旭博  孙楠  李忠芳  徐明岗 《植物营养与肥料学报》2018,24(6):1550-1565

【目的】 优化华北平原农田土壤的施肥措施,实现维持农田作物产量、提升土壤肥力的同时减少温室气体排放。 【方法】 基于长期定位试验观测数据,选取氮磷钾化肥 (NPK)、有机肥配施化肥 (NPKM) 和单施有机肥 (OM) 三个试验处理来评价和验证过程模型 (SPACSYS) 对不同施肥措施下的作物产量、土壤有机碳 (SOC) 和土壤全氮 (TN) 储量及土壤CO₂和N₂O排放动态变化的模拟效果,并预测至2050年不同施肥情景和肥料配施情景下作物产量、SOC、TN储量及土壤CO₂和N₂O排放量。 【结果】 统计分析结果表明,SPACSYS模型的小麦和玉米产量模拟值与实测值的相关系数R2为0.63～0.78,RMSE为3.78%～4.86%,EF为0.59～0.73;土壤有机碳和全氮储量模拟值与实测值的R2为0.73～0.89,RMSE为2.69%～3.79%,EF为0.67～0.82;土壤CO₂和N₂O排放量模拟值与实测值的R2为0.16～0.80,RMSE为4.03%～9.99%,EF为0.24～0.78,相关性均达到显著水平,表明SPACSYS模型模拟值的可靠性和准确性较高。利用该模型进行预测,结果显示到2050年,在当前施氮水平下,减氮50%会显著降低玉米产量约9%;减氮25%,与单施化肥处理相比,有机肥配施化肥处理和单施有机肥处理分别显著提高SOC年均储量约31%和62%,提高TN年均储量约18%和6%,而CO₂和N₂O年均排放量均没有显著增加。 【结论】 SPACSYS模型可以模拟中国华北平原典型农田冬小麦?夏玉米轮作体系的农作物产量、SOC和TN储量以及土壤CO₂和N₂O的排放情况。但是模型低估了OM处理的全氮储量,下一步研究需对模型做相应改进。至2050年,施用化肥和有机肥均可不同程度地提高有机碳和全氮储量,且该地区可适当降低氮肥施用量 (减氮25%),并采用有机肥配施化肥或单施有机肥的方式来维持作物产量、提升土壤肥力,同时降低温室气体排放。   相似文献   

化肥减量配施秸秆对温室黄瓜产量及其构成因素的影响     

张新宇  杨丽娟  王业迪  姚澜  关之昊  杨真 《土壤通报》2022,53(3):659-666

  目的  设施蔬菜生产中,盲目大量使用化肥导致的土壤障碍、蔬菜产量和质量降低等系列问题限制了设施蔬菜的可持续发展,有机物料（有机肥、秸秆等）替代部分化肥势在必行,但有机物料替代部分化肥对蔬菜产量构成因素的影响尚未明确。  方法  本文依托温室内有机物料替代部分化肥长期定位试验,以黄瓜为供试作物,选取其中6个处理:不施肥对照（CK）、100%化肥（CF100）、75%化肥（CF75）、25%玉米秸秆N替代化肥N处理（S25）、50%玉米秸秆N替代化肥N处理（S50）以及100%玉米秸秆N替代化肥N（S100）。  结果  结果表明,CF100和CF75处理在根系生长参数、叶片光合特性以及黄瓜产量和品质上未表现出显著差异,但CF75处理最终经济效益上却提高了1.4%;相比CF100处理,S25和S50处理显著提高了黄瓜根系鲜重和根系活力,且S50处理优于S25处理;S25处理还显著增加了盛果期植株叶片净光合速率、气孔导度、叶面积,降低了胞间CO₂浓度;S25和S50处理均提高了黄瓜品质,且S25处理优于S50处理;S25和S50处理分别较CF100处理增产11.9%和15.2%,收益也相应提高了12.8%和16.4%。  结论  化肥减量25%不会对黄瓜产量及构成因素产生不利影响,50%玉米秸秆N替代化肥N能促进植株的生长发育,提高黄瓜叶片光合作用和黄瓜产量与品质,降低投入,增加收益。  相似文献   

施氮量对海南燥红壤和砖红壤N2O/CO2排放的影响     

刘丽君  朱启林  曹明  郑继成  伍延正  汤水荣  孟磊  何秋香 《中国农业气象》2022,43(9):692

利用室内培养实验,分析燥红壤和砖红壤中分别施加N0（不添加氮素）、N1（氮添加量为100mg·kg⁻¹）、N2（氮添加量为200mg·kg⁻¹）和N3（氮添加量为300mg.kg⁻¹）4个水平氮后对土壤性质及N₂O、CO₂排放的影响。结果表明：氮肥添加显著降低了土壤pH和有机碳含量。相较于N0,燥红壤N1、N2和N3处理pH和有机碳降幅分别为8%～18%和4%～12%,砖红壤降幅分别为5%～23%和3%～15%;添加氮肥后各处理土壤全氮含量显著增加,燥红壤和砖红壤分别增加15%～54%和13%～52%。氮施入增加了土壤NH₄⁺−N和NO₃⁻−N含量,各处理土壤铵态氮和硝态氮含量均表现为N3>N2>N1>N0。氮添加促进土壤N₂O和CO₂排放,相较于N0,燥红壤N₂O和CO₂累积排放量分别增加1176%～2425%和124%～281%,砖红壤分别增加1054%～1887%和138%～256%。施氮量和土壤类型是影响农田土壤N₂O和CO₂排放的重要因素。土壤N₂O和CO₂排放与施氮量呈线性显著相关,减少施肥是降低土壤N₂O排放最直接和最有效的措施。与砖红壤相比,燥红壤N₂O和CO₂排放对氮素添加的响应更敏感。  相似文献   

不同比例蚓粪替代化肥对设施土壤活性碳氮含量的影响     

关之昊  杨丽娟  姚澜  王业迪  杨真  张新宇 《土壤通报》2022,53(2):403-412

  目的  土壤微生物量碳氮（MBC、MBN）和水溶性有机碳氮（WSOC、WSON）是土壤中活跃的碳氮组分,是衡量土壤碳氮周转与养分有效性的重要指标。探究不同比例蚓粪替代化肥条件下,设施土壤微生物量碳氮、水溶性有机碳氮含量变化特征,旨在为设施土壤合理施肥提升提供科学依据。  方法  依托温室内有机肥替代部分化肥长期定位试验,以黄瓜为供试材料,试验共设6个处理,分别为100%化肥（CF100）、75%化肥（CF75）、25%蚓粪替代化肥（VM25）、50%蚓粪替代化肥（VM50）、100%蚓粪替代化肥（VM100）、不施肥（CK）。  结果  0 ~ 10 cm土层土壤活性碳氮含量略高于10 ~ 20 cm土层,其在生育期内呈先增高后降低的变化趋势。其中VM50处理提升效果最显著,较CF100处理分别提高了66.46%（0 ~ 10 cm土层）、76.02%（10 ~ 20 cm土层）;在黄瓜盛果期各处理土壤WSOC含量相对较高,VM50处理土壤WSOC含量较CF100处理分别提高22.88%（0 ~ 10 cm土层）、18.84%（10 ~ 20 cm土层）;0 ~ 10 cm土层,与CF100相比,生育前期VM25处理对土壤MBN含量提升效果较好,生育后期VM50处理对土壤MBN含量提升效果较好。10 ~ 20 cm土层,在黄瓜初果期各处理土壤WSON含量相对较高,VM50处理土壤WSON含量较CF100处理分别提高50.90%（0 ~ 10 cm土层）、12.55%（10 ~ 20 cm土层）;3种比例蚓粪替代化肥显著提高0 ~ 10 cm土层 MBC、WSOC在总有机碳,MBN、WSON在全氮中的占比,VM25、VM50处理对反映土壤微生物群落的结构信息的土壤MBC/MBN降低效果较好,VM50处理对土壤WSOC/WSON降低效果较好。  结论  在设施栽培条件下,可以通过蚓粪适量施入的措施合理替代化肥,达到给作物持续供应养分的目的,为设施栽培中科学合理施肥提供科学依据。  相似文献   

高量水稻秸秆和油枯配施提高攀枝花地区植烟效益和土壤碳汇功能     

李健铭  闫芳芳  李志宏  张云贵  王鹏  熊维亮  李君  艾栋  张美娟  刘青丽 《植物营养与肥料学报》2022,28(12):2287-2298

  【目的】  通过研究不同有机肥不同施用方式对土壤碳平衡的当季效应及后效,探讨提升攀枝花地区植烟土壤碳汇功能的方法。  【方法】  2017—2019年在四川省攀枝花市开展了3个田间试验,供试作物为烤烟。在相同氮磷钾化肥投入量下,设置了5 个有机肥处理:不施有机肥对照(T1)、水稻秸秆 (T2)、羊粪 (T3)、油枯(油菜籽,T4)、羊粪+油枯 (T5)。2017年采用穴施,2008年采用穴施但加倍投入有机肥量,2019年有机肥与2018年同等用量但采用了穴施加条施的方法。在烤烟生育期,测定了土壤呼吸速率,烤烟收获后,测定了烤烟根系碳还田量。  【结果】  施肥和移栽会使土壤呼吸排放速率迅速提升,并在短期内迅速降低。排除施肥和移栽的影响,土壤呼吸强度在整个生育期有小幅度波动,于烤烟移栽后第70天达到峰值后逐渐降低。2017、2018、2019年各处理烤烟生长季土壤CO₂的平均排放速率分别在27.92～97.77、11.36～145.82和28.46～166.82 CO₂ mg/(h·m2),生长季土壤CO₂排放总量分别为1079～1775、1577～2037和1441～3285 kg/hm2。2017、2018、2019年有机肥处理较对照烤烟根系碳还田量均无显著差异;2017年4个有机肥处理的土壤碳损失量在2018年没有继续显示出差异。常规施用量下(2017年),T1、T2和T4处理的土壤碳平衡表现为亏缺,T3和T5处理的土壤碳由于烤烟根系碳还田量高,略有盈余。在提高有机肥用量情况下(2019年),除T1外,4个处理的土壤碳投入量相差较多,为T2>T5>T3>T4,但碳损失量T2、T3和T5处理相当,均显著大于T4处理;碳盈余量为T2>T3≈T5>T4。路径分析结果表明,有机肥碳投入量是影响土壤碳平衡和土壤呼吸的主要因素。与T1处理相比,T3、T4和T5处理显著提高了烤烟产量和产值,以T4处理产值最高,2017与2018年分别达12930和19598元/hm2。  【结论】  影响土壤碳平衡的主要因素是有机肥碳投入量。不施有机肥导致土壤碳净亏损,施用低量水稻秸秆和油枯也导致土壤碳亏损,土壤表现为碳源。施用高量有机肥可极大提高土壤碳盈余量,土壤表现为碳汇。相比羊粪和油枯,水稻秸秆提高土壤碳汇功能的效果最佳;施用油枯提高烤烟产量和产值的效果最佳。因此,在供试地区,可考虑提高现有有机肥的投入量,以水稻秸秆和油枯配施实现提升土壤碳汇功能和烤烟生产效益。  相似文献   

有机肥替代化肥对陇中旱区玉米生长及农田碳排放的影响     

谢丽华  李玲玲  谢军红  王进斌  周永杰  陈倩  SetorkwamiFudjoe 《植物营养与肥料学报》2022,28(6):1029-1038

  【目的】  为降低陇中旱农区化肥氮用量且确保该区玉米持续绿色高产,开展了有机肥替代化肥对玉米生长、农田碳排放影响及机理的研究。  【方法】  试验采用单因素随机区组设计,在等氮 (N 200 kg/hm2) 条件下,设5个有机肥氮替代化肥氮比例处理:0 (T1)、50.0% (T2)、37.5% (T3)、25.0% (T4)、12.5% (T5),同时设置一个不施肥处理 (T6)。在玉米拔节期、大喇叭口期、灌浆期、成熟期,取样测定玉米叶面积指数和干物质量,成熟期测产,并测定不同土层土壤pH、有机碳和全氮含量。在玉米播种后至收获,每隔15天测定一次CO₂通量。  【结果】  玉米叶面积指数、干物质积累量、生长率及籽粒产量表现为T1≈T5≈T3>T4>T2>T6。收获后,T3处理土壤pH与T1处理在0—5、5—10、10—30 cm土层差异均不显著。土壤有机质含量在0—5 cm土层中最高,T3较T1、T4、T5处理分别显著提高34.5%、9.9%、38.8%;5—10 cm土层内,T3处理的有机质含量与单施化肥T1处理差异不显著,T2、T3、T4处理间有机质含量差异不显著;10—30 cm土层T3较T1显著提高土壤有机质含量31.4%,较T5处理显著提高26.1%。全氮含量在5—10 cm土层中最高,T3较T1处理显著降低23.6%,各有机肥替代化肥比例处理间差异不显著。与T6处理相比,所有施肥处理均增加了玉米全生育期的总碳排放量,而在所有施肥处理中,T1、T3与T5碳排放总量较低且相互之间无显著差异。所有施肥处理较不施肥处理(T6)均提高了净生态系统生产力(NEP)和土壤碳平衡(SCB),T3处理2019和2020年2年平均SCB高于其他所有处理,玉米农田均为大气CO₂的“汇”,T3表现出最强碳汇效应。相关性分析结果表明,土壤碳排放与土壤有机质含量(r=0.56*)、土壤温度(r=0.93**)呈显著或极显著正相关;与土壤pH呈极显著负相关(r= –0.77**);叶面积指数(r=0.75**)、干物质(r=0.75**)、籽粒产量(r=0.93**)与土壤碳平衡呈极显著正相关;土壤理化指标中全氮 (r=0.72**)、温度(r=0.84**)与碳平衡间呈极显著正相关。  【结论】  在丰水年,陇中旱农区在施纯N 200 kg/hm2的水平下,37.5%左右有机肥替代化肥比例较单施化肥可使玉米稳产,改善土壤pH、提高土壤肥力,土壤CO₂排放总量较单施化肥处理没有显著增加,为陇中旱农区全膜双垄沟播玉米有机肥替代化肥的适宜比例。  相似文献   

施肥对植烟土壤有机碳组分及土壤呼吸的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

秦燚鹤  李雪利  王静  卢剑  刘晓涵  张建鹿  叶协锋  姚鹏伟 《土壤通报》2021,52(4):885-894

采用盆栽试验的方法,设不施肥、单施氮肥、氮磷钾肥配施、氮磷钾肥,分别增施腐熟秸秆、芝麻饼肥和生物炭6个施肥处理,通过测定烟株生长发育过程中土壤有机碳组分和土壤呼吸速率的动态变化,探讨了不同施肥措施对植烟土壤有机碳组分和呼吸速率的影响。2次盆栽试验分别于2017年和2018年进行。结果表明,与未施肥和单施化肥相比,添加有机物料处理土壤各有机碳组分含量以及土壤呼吸速率均有提高趋势;添加有机物料的3个处理中,2017年和2018年两次盆栽烟草移栽60 d后,增施生物炭处理土壤总有机碳（TOC）含量最高,但CO₂累计排放量最低;増施秸秆处理CO₂累计排放量最高。因此,可以认为与其他有机物料相比,增施生物炭有利于土壤TOC的固存,减少CO₂的排放。  相似文献   

化肥减施对日光温室越冬长茬番茄氮肥利用率及去向的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

张怀志  唐继伟  袁硕  冀宏杰  黄绍文 《植物营养与肥料学报》2020,26(7):1295-1302

  【目的】  我国设施蔬菜过量施肥现象严重，在设施栽培条件下，比较常规施肥与化肥减施增效技术 (简称化肥减施) 下蔬菜产量 (生物量) 和氮肥利用率，研究氮素去向，为高效施肥提供依据。  【方法】  2017—2018年在河北省定兴县龙华村基地的日光温室进行2个试验。试验1根据差减法设计4个处理，包括常规施肥 (CF, N–P₂O₅–K₂O为858–594–1284 kg/hm2)和化肥减施40% (RF，N–P₂O₅–K₂O 为 608–297–720 kg/hm2) ，及其相应的不施化肥氮对照（CFNN和RFNN）。试验2为15N示踪试验，用15N尿素替代普通尿素15NRF和15NCF 2个处理。番茄收获后，取0—20、20—40和40—60 cm土层样品，测定氮素的残留量。分期收获成熟番茄及枯枝落叶，拉秧时取植株地上和地下部分，再分为不同部位，对番茄产量和养分吸收量进行测定。  【结果】  差减法试验结果表明，RF处理番茄产量、总吸氮量分别较CF显著增加了10.4%、14.8%，化肥氮利用率增加了15.4个百分点。15N示踪试验结果表明，15NRF处理产量、氮吸收量和15N吸收量分别较15NCF处理增加12.1%、25.3%和13.8%，15NRF和15NCF处理的化肥氮利用率分别为36.4%、20.3%。15N示踪法研究还表明，不同土层的全氮含量及15N原子百分超呈自上而下逐渐降低的趋势；15NRF处理的化肥氮损失、番茄氮吸收以及土壤氮残留比例分别为40.4%、36.4%和23.2%，15NCF处理化肥氮损失、番茄氮吸收和土壤氮残留比例分别为59.6%、20.6%和19.6%，化肥氮去向总体表现为损失 > 番茄吸收 > 土壤残留；15NRF处理化肥氮损失率较15NCF处理低19.2个百分点；15NRF和15NCF处理0—20 cm土层化肥氮残留量分别占土壤中化肥氮总残留量的88.9%和87.9%。  【结论】  在施用30 t/hm2有机肥的前提下，减少农户常规化肥用量的40%并调整氮磷钾比例，番茄产量和氮素吸收量显著增加，土壤残留比例没有明显变化，损失量显著降低，化肥氮利用率提高15个百分点以上。  相似文献   

有机肥替代化肥氮对苹果产量、品质及温室气体排放的影响     

王文赞  韩建  倪玉雪  李记园  尹兴  王琛  张丽娟 《植物营养与肥料学报》2023,29(3):437-448

【目的】通过连续5年田间试验,研究有机肥替代化肥氮对苹果产量、品质以及果园温室气体排放及增温潜势的影响,以确定适宜的有机替代比例,为果园提质、增效、减排提供理论依据。【方法】田间试验于2016—2021年在河北省邢台市果园进行,供试材料为13年生富士苹果。试验设置4个处理,分别为农民传统施肥(CT)、推荐施肥(OPT)、推荐施肥基础上有机肥替代25%化肥氮(OPT25)、推荐施肥基础上有机肥替代50%化肥氮(OPT50),测定了历年苹果产量、品质,并在试验第5年监测了果园土壤的温室气体排放。【结果】1)与CT相比,OPT和OPT25处理苹果产量在后3年显著增加(P<0.05);OPT、OPT25和OPT50的苹果产量没有显著差异,产量均以OPT25最高,2021年相对CT处理显著增加28.42%(P<0.05)。2)有机肥替代处理的苹果品质优于传统施肥处理,且随试验年限的增加,较高比例的有机肥处理对苹果品质提升效果更显著;而施加有机肥显著提高了果实Vc含量、糖度与糖酸比,显著降低了果实酸度。3) OPT25处理土壤N₂O累积排放量最低,为2.40 kg...  相似文献   

Crop rotation and nitrogen fertilization effect on soil CO₂ emissions in central Iowa   总被引：1，自引：0，他引：1  

H.M. Wilson  M.M. Al-Kaisi   《Applied soil ecology》2008,39(3):264-270

Depending upon how soil is managed, it can serve as a source or sink for atmospheric carbon dioxide (CO₂). As the atmospheric CO₂ concentration continues to increase, more attention is being focused on the soil as a possible sink for atmospheric CO₂. This study was conducted to examine the short-term effects of crop rotation and N fertilization on soil CO₂ emissions in Central Iowa. Soil CO₂ emissions were measured during the growing seasons of 2003 and 2004 from plots fertilized with three N rates (0, 135, and 270 kg N ha⁻¹) in continuous corn and a corn–soybean rotation in a split-plot design. Soil samples were collected in the spring of 2004 from the 0–15 cm soil depth to determine soil organic C content. Crop residue input was estimated using a harvest index based on the measured crop yield. The results show that increasing N fertilization generally decreased soil CO₂ emissions and the continuous corn cropping system had higher soil CO₂ emissions than the corn–soybean rotation. Soil CO₂ emission rate at the peak time during the growing season and cumulative CO₂ under continuous corn increased by 24 and 18%, respectively compared to that from corn–soybean rotation. During this period, the soil fertilized with 270 kg N ha⁻¹ emitted, on average, 23% less CO₂ than the soil fertilized with the other two N rates. The greatest difference in CO₂ emission rate was observed in 2004; where plots that received 0 N rate had 31% greater CO₂ emission rate than plots fertilized with 270 kg N ha⁻¹. The findings of this research indicate that changes in cropping systems can have immediate impact on both rate and cumulative soil CO₂ emissions, where continuous corn caused greater soil CO₂ emissions than corn soybean rotation.  相似文献   

控释氮肥与水溶肥配施减少设施土壤N₂O排放的机理     

王学霞  曹兵  梁红胜  王甲辰  陈延华  刘东生  岳健权 《植物营养与肥料学报》2019,25(12):2084-2094

【目的】控制N₂O排放是提高氮肥利用和环境效益的一个重要任务。在滴灌条件下,研究以控释氮肥替代尿素基施减少设施土壤N₂O排放的机制,并探讨减少氮肥投入的可能性。【方法】在大棚内布设小区试验,供试番茄品种为‘盛世辉煌’,氮肥40%基施,60%分3次随水滴灌追施。试验以不施氮肥为对照 (CK),设:常规化肥用量 (基施尿素,总N量440 kg/hm2,U);常规化肥用量减氮20% (基施尿素,总N量376 kg/hm2,–20%U);控释氮肥常规用量 (基施控释氮肥,总N量440 kg/hm2,CRU);控释氮肥常规用量减氮20% (基施控释氮肥,总N量376 kg/hm2,–20%CRU) 4个处理。施底肥后15天内每天取气体样1次;追肥后每2天取气体样1次,连续取样3次;其余时间间隔5～7天取气体样1次。静态箱–色谱法测定土壤N₂O排放通量;在定植后40、80和120天取土样测定土壤理化性质;用实时荧光定量PCR检测相关功能基因数量变化;收获后测产。【结果】控释氮肥与水溶肥配施导致基肥N₂O排放峰值出现时间从第8～13天延迟到第28～32天,并且显著降低了其N₂O排放峰值,所有处理追水溶肥后均在3～5天出现N₂O排放峰值,而控释氮肥与水溶肥配施降低了此阶段N₂O排放峰值。相同氮肥施用量条件下,控释氮肥与水溶肥配施显著降低了基肥期土壤N₂O排放通量和累积排放量,降低了追肥期土壤N₂O排放通量和累积排放量,显著降低了番茄生长季土壤NH₄+-N和NO₃?-N含量与微生物功能基因AOA amoA、AOB amoA和nirK数量,降低了nirS数量。与U处理相比,CRU处理增加番茄产量和经济效益,生长季土壤N₂O累积排放量减少了24.8%,差异显著,同时显著降低了N₂O排放强度;与–20%U处理相比,–20%CRU处理增加番茄产量和经济效益,N₂O累积排放量减少了22.1%,亦显著降低了N₂O排放强度 (P < 0.05)。【结论】在常规用氮量和减氮20%用量下,以缓释氮肥代替尿素基施,不仅可显著增加番茄的产量和效益,还显著推迟了番茄生长初期N₂O释放高峰的出现,减少了整个生育期N₂O的排放强度和累积排放量。其主要原因在于缓释氮肥有效控制了土壤中NH₄+-N和NO₃?-N含量的变化,进而减少了与硝化和反硝化相关的微生物数量。在使用缓释肥做基肥时,适当减少氮肥投入不会降低番茄的产量。  相似文献   

设施土壤有机氮组分及番茄产量对水氮调控的响应   总被引：2，自引：0，他引：2  

吴汉卿  杜世宇  王丹阳  薛飞  张玉玲  邹洪涛  张玉龙  虞娜 《植物营养与肥料学报》2019,25(5):805-813

【目的】酸解铵态氮和酸解氨基酸氮是土壤有机氮的主要组分,可表征土壤的供氮能力,并在氮素矿化、固定、迁移以及为植物生长供氮过程中起到至关重要的作用。研究水、氮调控下设施土壤有机氮组分和番茄产量的相互关系,为评价设施土壤肥力变化和制定科学合理的水、氮管理措施提供科学依据。【方法】田间定位试验在沈阳农业大学的温室内进行了5年,供试作物为番茄,栽培垄上覆盖薄膜,打孔移栽番茄幼苗,膜下滴灌。定位试验三个氮肥处理为施N75、300、525kg/hm^2,记为N1、N2和N3;三个灌水量为25、35和45kPa灌水下限(灌水始点土壤水吸力),记为W1、W2和W3,共9个肥水处理组合。在试验第五年番茄生长期(2016年4—8月)调查了番茄产量及其构成,在休闲期(2016年9月)测定0—10、10—20和20—30cm土层土壤有机氮组分、有机碳和全氮含量。【结果】9个处理中,土壤全氮、有机碳和除酸解氨基糖氮外的有机氮组分含量均随土层深度的增加而降低,且0—10、10—20和20—30cm土层间含量差异显著(P<0.05)。三个土层中酸解总氮占土壤全氮的66.0%、64.6%和55.2%,是土壤有机氮的主要存在形态。土壤酸解总氮中各组分含量及其所占比例的大小顺序为酸解氨基酸氮、酸解铵态氮>酸解未知态氮>酸解氨基糖氮。灌水下限和施氮量对番茄产量及单果重的影响均达极显著水平(P<0.01),水氮交互效应也达显著水平(P<0.05)。休闲期土壤酸解铵态氮与番茄产量间显著负相关(P<0.05)。番茄产量W1N2(25kPa+N300kg/hm^2)、W2N1(35kPa+N75kg/hm^2)和W1N1(25kPa+75kg/hm^2)处理间差异不显著。【结论】灌水和施氮量及其交互效应对各土层土壤全氮、酸解总氮、酸解铵态氮和酸解氨基酸氮的影响均达到极显著水平(P<0.01),而对土壤有机碳的影响不显著(P>0.05)。相同施氮量下,0—30cm土层酸解铵态氮和0—20cm土层酸解氨基酸氮含量均在土壤水吸力维持在35~6kPa范围内达最高值,此土壤水分含量下的0—20cm土层酸解氨基酸氮含量在施N75kg/hm^2时达到最大值。从节水减氮和番茄产量的角度考虑,控制土壤水吸力不低于35kPa、每季随水施N75kg/hm^2为供试番茄生产条件下最佳的水、氮组合量。  相似文献   

热解温度和氮肥用量影响生物炭的减排和增产效应     

钟佳旺  张丽  詹祥生  刘榕  董勤各  张曼  冯浩 《植物营养与肥料学报》2023,29(4):664-676

  【目的】  研究生物炭性质与氮肥用量对河套灌区春玉米田温室气体排放和产量的影响,为河套灌区高效利用生物炭固碳减排提供理论支撑。  【方法】  试验采用室内培养与田间试验相结合的方法,供试材料为秸秆生物炭和竹炭。田间试验设常规施氮300 kg/hm2对照(N)、常规氮量配施秸秆炭(SB+N)、常规氮量配施竹炭(BB+N)、减氮50%配施秸秆炭(SB+50%N)、减氮50%配施竹炭(BB+50%N)。采用静态暗箱–气象色谱法测定春玉米田温室气体排放量,并测定玉米产量。室内培养试验中分别制备热解温度为200℃、400℃和600℃的秸秆炭(S)和竹炭(B)加入土壤中,平衡3天后施入N 300 kg/hm2开始恒温恒湿培养,共培养14天。监测了不同培养时间土壤中N₂O、CO₂及CH₄气体的排放通量。  【结果】  与N处理相比,SB+N、BB+N、SB+50%N和BB+50%N处理0—5 cm深土壤温度分别提高了0.50℃、1.84℃、0.35℃和1.37°C,0—10 cm深土壤温度分别提高了0.43℃、1.83℃、0.39℃和1.11°C;0—10 cm土壤含水率分别提高13.70%、8.90%、12.33%和8.90%。与N处理相比,在春玉米整个生育期内SB+N、BB+N、SB+50%N和BB+50%N处理的土壤N₂O累积排放量分别减少了21.91%、23.16%、25.98%和28.17% (P<0.05);SB+N和BB+N处理的CO₂累积排放量分别提高了7.96%和9.94% (P<0.05),而SB+50%N和BB+50%N处理的分别降低了11.54%和10.74% (P<0.05);整个春玉米生育期各生物炭处理的CH₄累积排放量为负值,显著低于N处理(P<0.05);SB+N、BB+N、SB+50%N和BB+50%N处理土壤的全球增温潜势(GWP)分别降低了23.26%、23.98%、27.00%和29.14%,温室气体排放强度(GHGI)分别降低了27.24%、28.97%、32.57%和34.68% (P<0.05)。生物炭添加能够提高玉米产量,SB+N、BB+N、SB+50%N和BB+50%处理较N处理分别增加5.47%、7.01%、8.26%和8.47% (P<0.05)。培养试验发现生物炭能够减少土壤N₂O和CO₂的排放。N₂O和CO₂的排放通量随生物炭热解温度升高而减少,在相同热解温度下,竹炭的减排效果优于秸秆炭。各处理下土壤CH₄的排放均表现为碳汇,其中600°C制备的竹炭对CH₄的吸收量最高。  【结论】  施用生物炭能够改善土壤温度和土壤含水率,并显著降低N₂O和CH₄累积排放量,但常规施氮量下施用生物炭会提高CO₂累积排放量。施用生物炭能够显著提高春玉米的产量并降低春玉米田GWP和GHGI。培养试验进一步说明了竹炭的减排效果优于秸秆炭,高热解温度的生物炭减排效果优于低热解温度生物炭,综合考虑田间与室内培养试验的结果、环境效益和经济效益,减氮50%配施竹炭的处理是河套灌区春玉米田提高产量并减少温室气体排放较为合适的措施。  相似文献   

有机无机肥料配合施用对设施番茄产量、品质及土壤硝态氮淋失的影响     

郝小雨  高伟  王玉军  黄绍文  唐继伟  金继运 《农业环境保护》2012,(3):538-547

利用田间小区试验,研究了有机无机肥配合施用模式对番茄产量、品质及氮素在土壤中累积和淋失的影响。结果表明：（1）与肥料用量较高的习惯施肥处理相比,大幅减少肥料施用的不同有机无机肥配合施用模式均能保证番茄产量稳定,显著提高经济效益,平均增收19127元·hm^-2其中（3／4）化肥N＋（1／4）猪粪N模式处理经济效益最高。（2）施用有机肥的3个有机无机肥配合施用模式处理可降低番茄果实中的硝酸盐含量,较全部施用化肥处理和习惯施肥处理的分别降低5．4％和7．0％;施用有机肥的3个有机无机肥料配合施用模式处理可提高番茄果实中Vc的含量,较全部施用化肥处理的提高9．4％。（3）与番茄种植前相比,番茄收获后土壤硝态氮含量总体上表现出表层增加、深层降低的趋势;大幅减施肥料的有机无机肥配合施用模式处理各土层硝态氮含量均低于习惯施肥处理相应土层硝态氮含量。（4）有机无机肥配合施用模式可显著降低渗漏水中硝态氮渗漏量,较全部施用化肥处理和习惯施肥处理的平均分别降低35．5％和55．1％。在试验条件下,综合考虑产量、经济效益和环境效益的适宜有机无机肥料配合施用模式为（3／4）化肥N＋（1／4）猪粪N模式处理。  相似文献   

不同量化肥与有机肥配施对设施番茄栽培土壤硝化潜势和pH的影响     

王莹  周珺  孙德龙  付瑞桐  张玉玲 《植物营养与肥料学报》2023,29(4):602-613

【目的】利用9年设施番茄定位试验,研究施氮量以及有机无机肥配施对土壤硝化潜势和pH的影响,为提高设施土壤供氮能力和减缓设施土壤酸化的施肥管理提供理论依据。【方法】设施番茄栽培定位施肥田间试验位于辽宁沈阳,始于2013年,每年种植一季番茄。设置施用尿素N 0、187.5、375.0、562.5 kg/hm² 4个水平(N0、N1、N2、N3),在每个氮水平下又设置施有机肥75000 kg/hm²处理(MN0、MN1、MN2、MN3),共8个处理。2021年,于番茄第一穗果膨大期(S1)、第二穗果膨大期(S2)、收获期(S3)和休耕期(S4),采集0—10和10—20 cm土层土壤样品,测定土壤硝化潜势(NP)、pH、铵态氮(NH₄⁺-N)和硝态氮(NO₃^--N)含量,以及休耕期土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量,计算矿质氮(N_min)占TN的比例(N_min/TN)。【结果】化学氮肥施用量、施用有机肥及二者交互作...  相似文献