碳氮管理措施对冬小麦/夏玉米轮作体系作物产量、秸秆腐解、土壤CO_2排放的影响

【摘要】：【目的】系统地研究华北平原冬小麦/夏玉米轮作体系对不同碳氮管理措施的响应,为作物增产、土壤培肥、环境友好的"三赢"局面提供数据支持和理论依据。【方法】分别采用Nmin测试法、尼龙网袋埋藏法、静态碱液吸收法研究不同碳氮管理对冬小麦/夏玉米不同时期0—1 m土层硝态氮累积量、秸秆腐解、土壤CO2排放的影响。【结果】基于Nmin测试法的优化碳氮(Nopt,C+Nopt)处理和平衡氮素的碳氮(C+M,C+W)处理在冬小麦产量上为传统碳氮(Ncon,C+Ncon)处理的100.8%—115.9%;在夏玉米产量上,为传统处理的96.0%—116.4%;且能够节省48.2%—70.4%的氮肥用量。传统处理0—1m土层硝态氮累积量最高可达456.7和419.8 kgN.hm-2,而优化处理和平衡处理最高仅为283.3和180.6 kgN.hm-2,传统处理土壤中的硝酸盐被淋洗的风险要远高于优化处理和平衡处理。在低温干燥的冬小麦季,玉米秸秆腐解较慢,最后秸秆腐解率为61.7%—70.1%;在高温多雨的夏玉米季,小麦秸秆腐解较快,最后秸秆腐解率为56.7%—79.3%。土壤CO2排放具有明显的季节性变化,冬小麦季的日平均CO2排放量为4.8—10.8 gC.m-2,而夏玉米季为12.7—20.7 gC.m-2。施有机肥处理的土壤CO2排放量最大,为3 844.2和4 642.3 gC.m-2,且显著高于其它处理。【结论】基于Nmin测试法的优化碳氮管理措施和平衡氮素的碳氮管理措施不仅能够减少氮肥投入,稳定作物产量,还能降低0—1 m土层硝态氮累积量,培肥土壤。 【作者单位】： 中国农业大学资源与环境学院/教育部植物-土壤相互作用重点实验室;中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业部植物营养与肥料重点实验室;
【关键词】： 冬小麦/夏玉米轮作 碳氮管理 硝态氮 秸秆腐解 土壤CO排放 华北平原
【基金】：国家自然科学基金项目(31172033) 教育部博士点基金(20100008110004)
【分类号】：S512.11;S513
【正文快照】： 0引言【研究意义】华北平原是中国小麦和玉米的主产区,在约占全国28%播种面积上投入全国32%的氮肥[1],带来一系列生态环境问题,如:地下水硝酸盐超标、水体富营养化、温室气体排放等[2]。当前,基于根层调控的养分管理措施能在稳产的前提下有效地降低施氮量[3];同时,较高的作物

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