化肥減量有機(jī)替代下滴灌農(nóng)田氮素轉(zhuǎn)化與N2O排放.pdf

1、目的：在滴灌棉田采取有機(jī)無機(jī)肥配施是實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)、土壤肥力提高以及降低環(huán)境負(fù)效應(yīng)的有效施肥策略。但隨著近20年覆膜滴灌節(jié)水農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展，水肥一體化施肥模式過分依賴溶解性好的化學(xué)肥料，致使有機(jī)肥用量逐年減少。因此，在滴灌系統(tǒng)中理應(yīng)重視有機(jī)肥的施用。有機(jī)肥施用后對土壤氮素轉(zhuǎn)化影響機(jī)制還不明確，滴灌棉田土壤N2O排放規(guī)律仍不得而知，基于此，本研究通過連續(xù)定位施肥試驗(yàn)，研究了在減少化肥用量的20-40％條件下，配施3000～6000 kg/hm

2、2普通有機(jī)肥或生物有機(jī)肥對滴灌棉田氮素吸收、產(chǎn)量、土壤氮素轉(zhuǎn)化以及微生物學(xué)特性的影響，同時探討了滴灌棉田土壤N2O排放規(guī)律對不同施肥的響應(yīng)。以期為有機(jī)、無機(jī)肥在滴灌農(nóng)田中合理配施提供參考。
　　方法：本試驗(yàn)開展于2013-2014年，分別為田間定位施肥試驗(yàn)的第3年和第4年，研究了減化肥增施不同比例有機(jī)肥或生物有機(jī)肥對滴灌棉花氮素吸收、土壤氮素形態(tài)、微生物學(xué)性狀以及N2O排放的影響，運(yùn)用了酶學(xué)、微生物培養(yǎng)MPN計(jì)數(shù)法，同時用氣相色譜

3、-靜態(tài)箱法對滴灌棉田N2O排放通量進(jìn)行了測定。
　　主要：⑴兩年結(jié)果表明，與 CF相比，不同比例有機(jī)肥替代處理的吐絮期棉株干物質(zhì)質(zhì)量提高了18.5%～38.8%(2013)和9.3%～42.8%(2014)，棉花產(chǎn)量在2013年增加了6.9%～18.5%；在2014年增幅則達(dá)到16.8%～33.9%，有機(jī)無機(jī)肥配施的各處理在2013年和2014年均促進(jìn)了棉株對N素的吸收，其中在2013年吐絮期植株吸氮量提高了4.9%～31.7%；

4、同時，有機(jī)肥替代化肥顯著提高了氮肥利用率和田間持水量(P＜0.05)，一定程度上降低了石灰性土壤pH和電導(dǎo)率。⑵增施有機(jī)肥各處理均可顯著增加土壤NH4+-N和NO3--N含量(P＜0.05)，且明顯增加NH4+-N占 TN比例。在各施肥處理中，以配施高量生物有機(jī)肥處理(60%CF+BF2)的礦質(zhì)氮含量最高；連續(xù)增施有機(jī)肥3000～6000 kg/hm2可明顯增加滴灌棉田全氮和微生物量碳、氮含量(P＜0.05)，且降低了MBC/MBN的比

5、值，其中配施生物有機(jī)肥處理(CF+BF)對提高微生物量氮(MBN)/TN比例的效果顯著；有機(jī)肥配施各處理的土壤全氮比單施化肥處理(CF)分別提高了13.3%～24.5%(2013)和8.2%～31.8%(2014)，微生物量碳和微生物量氮在2014年分別增加了16.4%～74.3%和38.4%～171.6%。此外，有機(jī)無機(jī)肥配施對提高土壤硝化勢和礦化能力有明顯的促進(jìn)作用(P＜0.05)。⑶兩年結(jié)果均顯示，滴灌棉田采取有機(jī)-無機(jī)肥配施可顯

6、著提高土壤脲酶、硝酸還原酶、亞硝酸還原酶和羥胺還原酶的活性。不同施肥處理對酶活性的影響順序?yàn)椋篊F+BF>CF+OF；60%CF+OF2/BF2>80%CF+OF1/BF1；同時，機(jī)無機(jī)肥配施可明顯增加氮素轉(zhuǎn)化功能菌(氨化細(xì)菌、硝化細(xì)菌、亞硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌)的數(shù)量，有機(jī)肥對其響應(yīng)趨勢與酶活性相似。氮素轉(zhuǎn)化微生物之間存在顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系。⑷棉花生育時期，一次滴水施肥后第3/4天和第7/8天的N2O排放通量均表現(xiàn)為施肥處理大于不

7、施肥處理，灌水施肥后第3/4天N2O排放通量順序?yàn)镃F>60%CF+OF>60%CF+BF> CK，且各處理之間達(dá)到顯著性差異(P<0.05)，而滴水施肥后7/8天的N2O排放通量表現(xiàn)為有機(jī)肥處理高于化肥處理，棉花生育期后期灌水施肥結(jié)束后表現(xiàn)與之相同趨勢；生育期的N2O排放總量以100%化肥處理最高，較 CK、60%CF+OF和60%CF+BF分別增加111.5%、3.75%和8.37%，普通有機(jī)肥和生物有機(jī)肥處理的 N2O排放系數(shù)較單

8、施化肥處理降低了1.39%、73.8%；各處理土壤 N2O排放通量與5 cm土層溫度和土壤含水量之間均呈極顯著相關(guān)(P<0.01)，通徑分析表明，NO3--N與N2O排放更密切。
　　結(jié)論：①連續(xù)減化肥配施有機(jī)肥可顯著提高滴灌棉花關(guān)鍵生育時期的生物量，與長期單施化肥相比，產(chǎn)量也得到明顯增加；有機(jī)無機(jī)肥配施同時顯著促進(jìn)了滴灌棉花對氮素的吸收，增加了氮肥利用率，并隨著有機(jī)肥用量的增加，效果越明顯，生物有機(jī)肥的效果則優(yōu)于普通有機(jī)肥。②覆

9、膜滴灌棉田采取減化肥20-40%，增施3000～6000 kg/hm2的有機(jī)肥或生物有機(jī)肥較單施化肥相比顯著提高了土壤全氮、礦質(zhì)氮以及微生物量碳、氮含量，降低了微生物量 C/N，并顯著提高了土壤礦化勢和潛在硝化勢，土壤理化性質(zhì)也得到明顯改善；增施有機(jī)肥可顯著提高土壤氮素轉(zhuǎn)化關(guān)鍵酶活性與功能微生物數(shù)量，兩年數(shù)據(jù)具有很好的協(xié)同性。③減化肥40%配施6000 kg/hm2的有機(jī)肥或生物有機(jī)肥較單施化肥相比可減少滴灌棉花生育季的N2O排放量，尤