减量施氮与大豆间作对甜玉米农田生态系统碳氮循环特征的影响

摘要

2015年春季（3月-6月）及秋季（8月-11月）在广东省广州市华南农业大学校内农场开展了两种施氮水平[常规施氮（360 kg·hm-2）、减量施氮（300 kg·hm-2）]和四种种植方式[甜玉米单作（SS）、大豆单作（SB）、甜玉米//大豆2∶3间作（S2B3）、甜玉米//大豆2∶4间作（S2B4）]处理的大田试验，探讨了不同处理下甜玉米农田生态系统中作物的碳、氮素吸收利用，土壤碳库及氮库的动态变化，大豆固氮及系统温室气体排放总量等碳氮循环特征。主要结论如下：
　　1．2013年秋季至2015年秋季各间作处理间甜玉米产量及大豆鲜荚产量均无显著差异，单作处理甜玉米产量及大豆鲜荚产量显著高于间作处理。300 kg·hm-2的施氮量能够满足甜玉米生长对氮素的需求，过度施用的氮素并不没有增加农田生态系统中甜玉米的产量。
　　2．相同种植模式不同施氮水平间甜玉米植株有机碳、氮素累积量之间没有显著差异。两季大田试验结果均表明，单作大豆茎叶、豆荚有机碳氮累积吸收量显著高于各间作模式。2015年春秋两季不同种植模式显著影响了甜玉米叶、穗的有机碳累积量及全氮累积吸收。
　　3．与种植前相比，2015年春季甜玉米收获后除 SB模式，其余处理下土壤有机碳均增加，2015年秋季S2B3-N2、S2B4-N1、S2B4-N2、SB处理下，甜玉米收获后农田土壤呈现碳素亏损状态。2015年春季甜玉米收获后各处理农田土壤氮素表现为亏缺状态，2015年秋季S2B3种植模式下，甜玉米收获后农田土壤氮素表现为盈余，其余处理均为亏损。
　　4．种植模式及施氮水平对甜玉米农田生态系统硝态氮淋溶量均无显著性影响。2015年春季各处理间氨态氮损失差异也不显著，2015年秋季N1水平S2B3模式氨态氮损失显著低于N2水平，其余处理间差异不显著。
　　5．2015年秋季数据表明，单作大豆处理固氮效率显著高于其余处理，且 N1水平下，间作模式处理固氮效率均显著高于N2水平下间作模式处理。2015年春季所有处理间大豆固氮效率差异不显著。
　　6．秸秆是否还田是影响农田生态系统为碳汇或碳源的关键因素。若玉米秸秆不还田，15年春季N2水平下S2B3模式表现为碳源，且其余处理净碳固定值降低；15年秋季所有处理均表现为碳源，仅S2B3及S2B4处理为碳汇。
　　7．2015年两季试验均表明，减量施氮与大豆间作生态系统及单作生态系统均表现为氮素的盈余，且常规施氮水平下氮素盈余量相比减量施氮水平下氮素盈余量较高，增加了系统氮素损失的风险。

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1 前言

1.1研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目的及研究内容

2 材料与方法

2.1 研究区概况

2.2 试验设计

2.3 试验材料

2.4 田间管理

2.5 测定项目及方法

2.6 数据处理

3 结果与分析

3.1 不同种植方式对作物产量及土地当量比的影响

3.2不同种植方式对甜玉米和大豆农艺性状的影响

3.3 不同种植方式对植株有机碳、全氮累积吸收的影响

3.4不同种植方式对土壤有机碳、全氮变化的影响

3.5不同种植方式对农田温室气体累积排放总量的影响

3.6不同种植方式对农田生态系统氨挥发和氮淋溶的影响

3.7不同种植方式对大豆固氮、固氮量的影响

3.8甜玉米//大豆间作生态系统C循环

3.9甜玉米//大豆间作生态系统N循环

4 结论与讨论

4.1 结论

4.2 讨论

致谢

参考文献

附录