秸秆还田模式及氮肥减量对夏玉米农田土壤氨挥发的影响

发布时间：2020-09-29 07:26

　　氨排放是引起大气环境污染及面源污染的重要原因,而农业种植过程中氮肥的大量施用是土壤氨挥发的主要来源,特别是在以麦-玉轮作制度为主的陕西关中地区,大气雾霾情况严峻,秸秆资源和氮肥的利用率较低。因此,本文以当地农业种植模式为基础,于2018年期间在西北农林科技大学曹新庄试验农场开展不同秸秆还田模式和氮肥减量对夏玉米氨减排效果及产量影响的研究。试验采用裂区设计,主区设2个施氮水平(常规施氮量:G,70%常规施氮量:70%G),副区设4个秸秆还田模式(秸秆不还田:N,秸秆还田:S,秸秆还田+地膜覆盖:SP,秸秆还田+生物炭:SB)。本文研究了不同秸秆还田模式和施氮量对夏玉米氨挥发及土壤环境因子的影响,并分析了其对作物产量和水氮利用率的影响。本研究取得的结论和成果如下:(1)在生育期内,各处理的氨挥发速率变化趋势基本一致,均在施肥后第5天达到最大峰值,80%左右的氨挥发损失发生在施肥后一个月内。两种施氮水平下,各处理的氨挥发速率大小为:NSSBSP。70%G水平比G水平下的最大氨挥发速率降低了10~19%。(2)土壤氨挥发累积排放量随着生育期的延长逐渐增加后又趋于平缓。两种施氮水平下,氨挥发累积排放量的大小均为:NSSBSP,G处理的氨挥发累积排放量显著高于70%G处理的排放量,但70%G处理的氮肥氨挥发损失率较高。其中,70%GSP处理的氨挥发累积排放量最少。(3)在不同秸秆还田模式和施氮量下,生育期内耕层土壤环境因子的动态变化有所不同。SP处理具有明显的增温保熵作用,其它处理的土壤温度差异较小。SP、SB、S处理的土壤含水量、脲酶活性、微生物量氮含量均高于N处理。SP、SB处理在一定程度上缓解了速效氮的淋失。(4)秸秆还田配施氮肥均能通过提高玉米穗粒数和穗粒重来提高作物产量,GSP处理的增产效果最佳。氮素吸收效率和氮肥偏生产力在70%G水平中表现效果更好,其中SP处理的最高。两种施氮水平下,各处理的水分利用率为:SPSBSN,且G水平下各处理的水分利用率均较高。综上,采用秸秆还田+地膜覆盖的组合模式与氮肥减量相结合的耕作方式,可以有效降低氨挥发累积排放量,并保持较高水平的作物产量和水氮利用率,在兼顾农业生产效应的基础上,起到了更好的农田氨减排效果。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S513;S154.1
【部分图文】：

路线图,试验技术,技术路线,路线

试验技术路线

内气温,试验周期,降水量

第二章材料与方法2.1 小区概况与供试材料2.1.1 小区概况本试验于2018年6~10月在陕西省杨凌区西北农林科技大学曹新庄试验农场进行(E108°04′, N34°17′)。该地区位于关中地区中部，海拔 520 m，为大陆性季风区半湿润半干旱气候，是典型的一年两熟农作区。年平均降水量为 550~660 mm，主要集中在7~9 月；年平均气温 12.9℃，最热月月平均气温 23.4℃，最热月月平均相对湿度 72%，最冷月月平均气温 0.4℃，最冷月月平均相对湿度 67%，年日照时数 2163.5 小时，平均蒸发量 993.2 mm，湿润指数 0.64，无霜期 211 天。试验地区的土壤类型为X土，播前耕层土壤的基本理化性质为：pH 8.26，有机质 7.79 g·kg-1，全氮 1.4 g·kg-1，全磷0.53 g·kg-1，速效钾 143.44 mg·kg-1，速效磷 9.97 mg·kg-1，碱解氮 28.47 mg·kg-1。试验期间，试验周期内气温与降水量变化情况如图 2-1 所示。

间种,试验田,秸秆还田机

第二章材料与方法2.2.2 秸秆还田模式试验区田间种植如图 2-2 所示，其中 4 种秸秆还田模式的耕作方法如下：N： 2018 年冬小麦收获后，人工移除小麦秸秆地上部分。S：前茬作物收获后，利用秸秆还田机将全部秸秆打碎后旋耕入 15 cm 土层。SP：前茬作物收获后，利用秸秆还田机将全部秸秆打碎后旋耕入 15 cm 土层，在玉米播种后进行塑料薄膜覆盖。地膜覆盖方式为平膜半覆盖法（播种后隔行覆膜），膜宽 70 cm，厚 0.008 mm（固原圆德塑料制品有限公司生产），覆盖后沿地膜带垂直方向每隔 1 m 压一条土带，防大风揭膜。SB：前茬作物收获后，利用秸秆还田机将全部秸秆进行粉碎，均匀撒入 6 t·ha-1的生物炭，最后进行旋耕。

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