有机无机肥配比对麦玉体系产量和N2O、NH3排放影响研究

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本文意在研究不同比例的有机、无机肥配施对麦玉体系周年产量、土壤肥力、温室气体排放,NH3挥发以及硝化和反硝化进程产生的影响,为高效施肥和节能减排提供理论支撑。试验在安徽农业大学农翠园试验基地上进行2年的小麦玉米田间轮作,以不施氮肥为对照(CK),在小麦、玉米总施氮量相同的条件下,设置5个处理:单施无机肥(T1),有机肥:无机肥=1:2(T2),有机肥:无机肥=1:1(T3),有机肥:无机肥=2:1(T4),单施有机肥(T5)。通过田间原位取样和室内培养试验,分析江淮地区黄褐土长期有机和无机肥配施对麦玉系统周年产量、环境效益和硝化、反硝化微生物丰度及其功能的影响。结果表明:(1)适当比例有机无机肥配施与单施无机肥处理产量差异不显著,2年轮作下,有T2处理的平均周年产量最高,达10970.2 kg·hm-2。与CK相比,施用无机肥或有机肥都能不同程度的增加小麦或玉米蛋白质、湿面筋、沉降值和硬度,单施有机肥与配施处理差异不显著。(2)T2、T3、T4、T5较T1处理NO3--N平均含量分别高出46.9%、39.3%、39.3%和27.0%。施用无机肥或有机肥会不同程度的增加土壤全氮、碱解氮和有机质含量。与T1相比,增加有机肥比重,有增加土壤有机质的趋势。(3)与T1相比,增加有机肥投入比重,有增加N2O和CO2排放趋势。在周年增温潜势表现上,2015~2016年T2处理以及2016~2017年3个配比处理显著低于单施有机肥处理,而与单施无机肥处理差异不显著。2年轮作下,T2处理的温室气体排放强度最低,与T3、T4和T5差异显著。在小麦季和周年NH3挥发上,T1、T2、T3、T4与CK差异显著,施用无机肥会刺激NH3挥发。(4)T1或T5处理的硝化势均高于3个配比处理。与添加有机肥相比,增施无机肥会显著增加AOA的丰度和硝化贡献率。在反硝化方面,反硝化能力和土壤呼吸随着有机肥投入量的增加而增加,T5处理显著高于其它处理。nir S和nos Z型反硝化菌丰度随着有机肥的增加而增加,而nir K型反硝化菌丰度呈减少趋势。所有施肥处理中,T2反硝化过程中N2O排放最低,显著低于T5处理。综上所述,与单施无机肥或有机肥相比,适当比例配施在保障作物产量的同时可培肥土壤,降低硝化势和反硝化损失,并减少农田温室气体排放,有机:无机=1:2最为合适。
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