農(nóng)作管理措施對(duì)華北平原典型冬小麥-夏玉米田N2O排放及土壤有機(jī)碳的影響.pdf

1、全球氣候變暖是人類面臨的最嚴(yán)峻的全球環(huán)境問(wèn)題之一，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)是溫室氣體特別是非CO2溫室氣體的重要人為排放源。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程減緩氣候變化的措施主要包括減少溫室氣體排放和增加農(nóng)業(yè)匯兩個(gè)方面。土壤碳庫(kù)分別是大氣碳庫(kù)和植被碳庫(kù)的3倍和4倍，通過(guò)各種農(nóng)作管理活動(dòng)能增加土壤碳匯，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)土壤碳匯是成本低廉的、減緩大氣中二氧化碳濃度上升的措施之一。本研究以華北平原典型冬小麥-夏玉米田為研究對(duì)象，設(shè)置不同的農(nóng)作管理措施：1）不施肥+翻耕（CK）；2

2、）常規(guī)施肥+翻耕（FS）；3）化肥有機(jī)肥配施+翻耕（FM）；4）常規(guī)施肥+秸稈還田+翻耕（FST）；5）常規(guī)施肥+秸稈還田+旋耕（FSR）；6）常規(guī)施肥+秸稈還田+免耕（FSN）；監(jiān)測(cè)不同農(nóng)田管理措施連續(xù)3年對(duì)土壤N2O排放的影響和措施實(shí)施5年后土壤有機(jī)質(zhì)含量的變化，評(píng)價(jià)施肥、耕作、秸稈還田等措施對(duì)土壤N2O排放及土壤有機(jī)碳的雙重影響，并按照生命周期法估算了各生產(chǎn)資料和生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)冬小麥-夏玉米生產(chǎn)系統(tǒng)中碳排放足跡的貢獻(xiàn)，篩選最佳的農(nóng)作管

3、理措施，為華北集約化農(nóng)田固碳減排及高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供技術(shù)支持。主要研究結(jié)果如下：
　　（1）不同管理措施下冬小麥-夏玉米田的土壤N2O排放通量多年季節(jié)變化規(guī)律大致相同：排放峰主要發(fā)生在施肥和灌溉后；冬小麥季N2O排放通量受溫度和水分的共同影響，夏玉米季的N2O排放通量主要受土壤水分含量的影響。
　?。?）在保持施氮量相同的情況下，有機(jī)肥替代30％的氮肥2年平均可減排N2O15.6%、單位產(chǎn)量的N2O排放強(qiáng)度也較低（0.16%），是

4、可推薦的低碳穩(wěn)產(chǎn)管理措施。
　?。?）不同農(nóng)作管理措施下，華北地區(qū)典型冬小麥-夏玉米生產(chǎn)系統(tǒng)碳排放足跡為1550.2-2025.8kgC-e/hm2/a（不包括無(wú)肥處理：811.0-828.8 kgC-e/hm2/a）,其中化肥生產(chǎn)過(guò)程的碳排放足跡占比最高，為42.9%-49.3%（其中化肥和有機(jī)肥配施處理的肥料生產(chǎn)碳排放足跡占比36.0%-39.0%，包括化肥生產(chǎn)和有機(jī)肥生產(chǎn)兩部分），其次是灌溉耗電（21.3%-27.8%）和氮

5、肥施用的田間直接排放（16.0%-24.3%），農(nóng)業(yè)機(jī)械田間作業(yè)耗油的碳排放占比8.0%-10.8%，再次是種子生產(chǎn)（3.0%-3.9%）和農(nóng)藥生產(chǎn)（0.4%-0.5%）。因此，化肥生產(chǎn)工業(yè)的減排對(duì)農(nóng)產(chǎn)品生命周期碳排放足跡的影響至關(guān)重要。
　　（4）原位埋袋實(shí)驗(yàn)表明，無(wú)論是小麥秸稈還是玉米秸稈，秸稈還田免耕比秸稈還田翻耕和秸稈還田旋耕處理的腐解均慢，秸稈的年腐殖化系數(shù)也略高于翻耕和旋耕處理。
　　（5）5年定位試驗(yàn)表明，不同

6、農(nóng)作管理措施對(duì)土壤有機(jī)碳變化的影響不同，5年內(nèi)土壤有機(jī)碳年平均相對(duì)增加速率為增施有機(jī)肥或配施有機(jī)肥處理（2.66%/a）>秸稈還田免耕處理(0.92%/a)>秸稈還田翻耕或旋耕處理（0.74-0.78%/a）>單施化肥處理（0.30%/a），無(wú)肥處理5年期間土壤有機(jī)碳年平均相對(duì)下降速率為3.78%。與常規(guī)施肥秸稈不還田相比，化肥有機(jī)肥配施可以增加土壤有機(jī)碳的含量，免耕秸稈還田也是比較好的增加有機(jī)碳儲(chǔ)量的措施。
　　（6）本研究中各