有机肥替代对不同作物轮作模式下农田温室气体排放的影响

发布时间：2020-10-14 07:01

　　 随着我国畜禽养殖业快速发展,畜禽养殖废弃物资源化利用收到国家和政府高度关注,将废弃物制备为有机肥进行还田利用是养殖废弃物资源化重要途径之一。如何实现有机肥(固体有机肥和沼液两种)科学合理利用和如何减少还田过程中农田温室气体排放是目前的研究热点和重点。本文针对农田温室气体排放特征不明的问题,分别选择西南高原区典型水稻-蚕豆轮作系统和华北地区典型小麦-玉米轮作系统两个试验点,研究了基于奶牛场粪污为基质的有机肥、厌氧发酵沼液替代化肥农田温室气体的排放特征及农学效应(产量及氮素利用率),分析了不同施肥类型对农田温室气体排放的关键影响因子,探讨了畜禽养殖废弃物合理利用(还田)的模式。主要研究结果如下:1)水稻-蚕豆轮作系统,与Y1(常规施肥处理)相比,Y3、Y4(施用有机肥处理)水稻季作物产量显著降低,蚕豆季作物产量减少不显著,农田温室气体排放强度分别提高了23.61%和25.00%;Y2(化肥减量20%处理),作物产量减少不显著,但温室气体排放强度明显降低;Y5(缓控施肥处理),水稻(9.9 t·hm~(-2))、蚕豆(5.1 t·hm~(-2))季作物产量均显著增加,作物吸氮量最高,分别为150 kg·hm~(-2)(水稻)和157 kg·hm~(-2)(蚕豆),且农田温室气体排放明显下降。施肥均增加了水稻-蚕豆整个生育期的综合增温潜势,是不施肥处理的1.19~1.55倍;从短期效果看,Y5(缓控施肥处理,水稻季施氮量为156 kg·hm~(-2),蚕豆季施氮量为84 kg·hm~(-2))的农学及环境效益达到最优(作物产量显著提高,温室气体排放显著下降);有机肥处理虽然导致水稻作物产量下降及温室气体排放增加,但对蚕豆季作物产量没有显著影响;Y2(化肥减量处理)作物产量减少不显著,但温室气体排放明显降低。2)沼液灌溉下小麦-玉米轮作周期内土壤温室气体排放的季节性特征没有明显改变,但会造成短时期内排放通量的增加。对于全球增温潜势,沼液灌溉处理T3(以清/沼比2:1配比的沼液灌溉,小麦季灌溉3次,玉米季灌溉1次的处理)和T4(小麦季灌溉4次,玉米季灌溉1次的处理)处理与CF处理(常规施肥)没有显著性差异,T1(小麦季灌溉1次,玉米季灌溉1次处理)和T2(小麦季灌溉2次,玉米季灌溉1次的处理)处理与CF处理相比显著性降低;两年内T3、T4处理的温室气体排放强度较常规施肥处理差异均不显著,T1和T2处理与常规施肥(CF)相比显著性降低。沼液灌溉处理和常规施肥处理相比,作物产量没有显著性差异。综合考虑全球增温潜势与作物产量,T2处理(小麦季2:1沼液灌溉2次,玉米季2:1沼液灌溉1次,施氮量为315 kg·hm~(-2))为小麦-玉米轮作体系的最佳施肥模式。
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S181
【部分图文】：

中国农业科学院硕士学位论文 第一章 引言1.6.2 研究目标本试验研究两种主要轮作模式下温室气体排放特征的影响，并从土壤养分的角度解释和分析农田温室气体排放的影响，评价施肥类型对不同轮作模式的环境效应。同时，提出一套适宜当地经济、环境双赢的施肥模式，为洱海流域与华北平原的施肥推广提供数据参考。1.6.3 技术路线

图 2.1 实验站位于云南省洱海流域的位置Fig.2.1 Location of the study site in Erhai Lake Watershed of China's Yunnan Province计海流域典型的水稻-蚕豆轮作模式为研究对象，供试水稻品种为云粳 2水稻的种植时间为 2017 年 6 月 2 日，水稻的收获时间为 2017 年 10 ，蚕豆种植时间为 2017 年 10 月 28 日，收获时间为 2018 年 4 月 18 日每种轮作模式设置 6 个试验处理：1.（Y0）不施肥；2.（Y1）习惯施肥；4（.Y3）以N计，有机肥替代化肥（Y2）；5（.Y4）考虑有机肥N素当季肥替代化肥(Y2)；6.（Y5）以 N 计，缓控施肥替代化肥（Y2）。试验氮肥为尿素，磷肥为过磷酸钙，钾肥为氯化钾，缓控施肥氮磷钾比例为机肥（精制商品有机肥），含 14.5%的有机质，氮（N）2.3%，磷（P2O5）2 6 个处理，每个处理 3 次重复，一共 18 个小区。每个试验区面积为 3宽 0.24m，高 0.2m，地表面以下筑入 1m）。试验田间管理均采用当如表 2.1 所示。

学院硕士学位论文 第二章 有机肥替代对水稻-蚕豆轮作农田温室气体排放表 2.1 不同施肥模式下水稻-蚕豆轮作的施肥量(Kg·hm-2)Table2.1 Nitrogen application (Kg·hm-2) of each treatment for completed crop rotation system.水稻季 蚕豆季基肥 穗肥水稻季施氮量基肥 肥 尿素 缓释肥 施氮量 施氮量 有机肥 尿素 缓释肥 施氮量 0 0 0 0 0 0 0 0 0 424 0 136.5 58.5 195 0 0 0 0 339 0 109.2 46.8 156 64 0 0 29 0 0 0 156 0 156 0 0 0 0 00 0 0 624 0 624 0 0 0 0 0 678 156 0 156 0 0 600 84
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本文编号：2840352