《烟-稻轮作不同施肥土壤N2O排放对水分的响应》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2023-03-02
  • 【目的】水-旱轮作条件中土壤氧化亚氮(N2O)排放对不同施肥处理的响应对补充亚热带地区N2O排放的研究不足具有重要的意义。【方法】本文以亚热带地区长期不同施肥定位试验(烟-稻轮作)土壤为研究对象,设置60%持水量(WHC)+不施肥(UCK)、60%WHC+推荐施肥(UNPK)、60%WHC+高氮施肥(UNhPK)、60%WHC+推荐施肥配施秸秆(UNPKS)、淹水+不施肥(FCK)、淹水+推荐施肥(FNPK)、淹水+高氮施肥(FNhPK)、淹水+推荐施肥配施秸秆(FNPKS)共8个处理,开展室内培养试验,测定土壤N2O排放及微生物相关功能基因丰度变化,探讨不同施肥土壤N2O排放与相关功能基因丰度对水分的响应规律。【结果】结果表明,(1)与CK处理相比,其他施肥处理均显著降低土壤pH,NPKS显著增加土壤有机质(SOM)和全氮(TN)含量;与NPK处理相比,NhPK和NPKS均显著降低土壤碳氮比(C/N)。(2)60%WHC和淹水条件各施肥处理N2O累积排放量分别为0.56~1.44 mg·kg-1和14.89~20.70 mg·kg-1。与60%WHC条件相比,淹水显著促进各施肥处理N2O排放。60%WHC条件下,与NPK处理相比,NPKS处理显著降低N2O排放。(3)两种不同水分条件下,N2O累积排放量与铵态氮(NH4+-N)含量均呈负相关,与硝态氮(NO3--N)含量均呈正相关。(4)相比于UCK处理,UNPK和UNhPK显著提高AOA基因拷贝数,UNPK显著提高AOB基因拷贝数;UNhPK均显著降低nirK、nirS和nosZ基因拷贝数,UNPKS显著降低nirS基因拷贝数。相比于FCK处理,FNPK、FNhPK、FNPKS均显著提高AOA和AOB基因拷贝数,均显著降低nirS的基因拷贝数。(5)淹水各施肥处理AOA、AOB基因拷贝数和(nirK+nirS)/nosZ比值分别为60%WHC各施肥处理的1.80~2.49倍、1.19~2.19倍和1.25~1.42倍,与60%WHC相比,淹水促进硝化菌硝化作用和反硝化作用的强度,导致大量N2O排放;UNPKS处理的(nirK+nirS)/nosZ比值比UNPK低21%,相比于UNPK处理,UNPKS处理降低土壤反硝化作用,减少N2O排放。【结论】本研究结果表明,淹水条件增加了土壤N2O排放,但减弱了施肥对N2O排放影响;低水分条件下化学肥料配施秸秆可以显著减少N2O排放。

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    • 为探究太湖流域稻麦轮作农田有机无机肥不同配施方式下的磷平衡,通过控氮控磷(4年)和控氮不控磷(24年)两种配施方式田间定位试验,分析稻麦产量及磷吸收量、土壤磷含量、径流磷损失以及磷平衡。控氮控磷试验设有6个处理:不施磷肥(CK)、单施化肥(CF)、有机无机配施(包括商品肥OM、猪粪PM、鸡粪CM及牛粪DM,均为有机肥等氮磷钾替代30%化学磷肥);控氮不控磷试验设有3个处理:不施磷肥(CK)、单施化肥(CF)、猪粪有机无机配施(PM),配施方式为有机肥仅等氮替代稻季40%和麦季50%化学氮肥。结果表明,相较CF处理,控氮控磷配施方式各处理稻麦周年磷素略有盈余,径流磷损失量无显著性差异,CF、OM、PM、CM、DM磷平衡分别为-0.76、2.29、4.58、4.40、8.54 kg P·hm-2,径流磷损失量为0.08~0.15 kg P·hm-2;控氮不控磷配施方式稻麦周年磷平衡及径流磷损失量显著提高3.41倍和50.4倍,CF和PM磷盈余量分别为26.7、117.8 kg P·hm-2,径流磷损失量为0.10、5.14 kg P·hm-2。相较控氮控磷,控氮不控磷配施的磷盈余及径流磷损失量均大幅增加。综上表明,有机无机肥总投入量过高会导致土壤磷大量盈余,极大增加磷损失的环境风险。因此,施用有机肥应同时考虑控制氮磷施入量,有机肥部分替代化肥养分等量控制是可行的有机无机配施方式。
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    • 来源专题:化肥农药减施增效
    • 编译者:金慧敏
    • 发布时间:2017-05-05
    • 精准估算玉米需N量的决策标准对于依靠玉米植被冠层传感实现变量施用氮肥(VRN)至关重要。爱荷华州立大学农业与生命科学学院的研究人员研究评价玉米营养生长中期进行变量施氮的产量效应,文章发表在水土保持杂志(JSWC)2017年27卷。 研究人员基于试验设置了3个处理:1)播种前或苗期侧施一次性施肥;2)变量分次施肥(VRNS);3)变量补充施肥(VRNR),比较不同处理的产量和农学效率(agronomic efficiency,AE)。 田间试验布置在爱荷华州不同地点,春季施肥设置6个不同用量,在玉米V10生长期,按照VRNS和VRNR的试验计划,依据玉米植被冠层感应对每个春季不同施肥处理进行变量施氮。2012和2013年爱荷华州遭受明显的旱灾,在很多试验点上玉米产量降低,施氮量相应下降。春季施肥量为每公顷0和56公斤N素的处理,变量施氮(VRN)与计算的最佳经济施N量和相应的AE高度一致。VRNS 和 VRNR 的施N量高于春季一次施肥处理。玉米植被冠层感应未能准确测算区分玉米从适宜到过量的N量,因此,在实施变量施肥以前的施N量应该作为基于传感器感应计算需N量的参数之一。在大豆-玉米轮作制下,玉米春季不施N肥的VRN管理不能保持玉米获得平均产量,而春季一次施肥和两种变量补充施用N肥处理(VRNS, and VRNR)之间在两年的试验中均没有显著差别,但是,春季一次施肥和变量分次施用N肥处理(VRNS)处理获得了最高的农学效率(AE)。在实施植被冠层遥感指导施肥的时期或其后的天气状况是决定玉米对氮肥用量和施肥时间的产量反应的重要因素,应该在实施植被冠层感应指导变量施N肥时给予考虑。本研究为基于植物冠层遥感数据的变量施用氮肥提供了有用的反馈信息。