基于夏玉米生产过程的华北平原农田碳收支研究

摘要

农田生态系统是人工建立的生态系统,农田碳收支应包括生态过程、技术过程与经济过程,即土壤呼吸等直接碳排放和人类种植作物向农田生态系统投入物质等的间接碳排放.本研究基于2018年和2019年河北省吴桥县夏玉米农田产量及温室气体排放数据,设置适宜氮肥水平(SU、180kgN·ha-1)、适宜氮肥加抑制剂(ER、180kgN·ha-1)、缓释肥(SR、180kgN·ha-1),高氮肥水平(HF,300kgN·ha-1)四个处理,计算了华北平原夏玉米全生产过程中农田碳足迹及碳收支情况.结果表明,添加抑制剂可显著降低N2O排放和GWP,提高碳排放效率,降低了农田碳足迹,减少了碳排放量.过量施氮增加了N2O排放和GWP,同时也降低了氮的利用效率.N2O总排放量的顺序HF＞SU＞SR＞ER,与GWP的顺序一致.与SU相比,ER的N2O排放总量和GWP分别降低27.6％和27.5％(P＜0.05).HF处理由于施氮量最高,碳足迹也最高.不同处理下碳收支均为负值,说明夏玉米农田生态系统是一个碳源,碳排放大于固碳量.两年间SU净碳排放较ER平均高出15.6％,而CEE平均低6.4％,有利于实现碳中和,达到环境效益和经济效益的双赢.