有机物料还田对冬小麦农田土壤温室气体排放影响的研究

摘要

探讨有机物料还田对冬小麦田温室气体排放特性的影响,对提高经济效应和环境效应有积极意义。本研究应用静态箱-气相色谱法对秸秆还田(J)、秸秆还田+牛粪(JF)和秸秆还田+菌渣(JZ)3种有机物料还田下分别施氮肥243kg(N)·hm^-2(减氮10%,N1)、216kg(N)·hm^-2(减氮20%,N2)对冬小麦农田N2O、CO2和CH4的排放通量进行监测,探讨了不同施肥措施对麦田温室气体累积排放量、增温潜势的影响。试验期间同步记录每项农事活动机械燃油量、施肥量和灌溉量,测定产量,地上部生物量,估算农田碳截留。结果表明,冬小麦农田土壤N2O和CO2是排放源,是CH4的吸收汇,氮肥施入、灌溉以及强降水促进了土壤N2O和CO2的生成,却弱化了CH4作为大气吸收汇的特征。牛粪+秸秆(JF)处理N2O和CO2排放总量最高,分别为3.5kg(N2O-N)·hm^-2和19689.67kg(CO2-C)·hm^-2,但CH4的吸收值最大,为5.33kg(CH4-C)·hm^-2,均显著高于菌渣+秸秆(JZ)和秸秆(J)处理(P<0.05);各处理N2O和CO2的总量随施氮量的增加呈升高趋势,CH4的总量随施氮量的增加而呈降低趋势。JFN2、JN2和JZN2处理农田综合增温潜势(GWP)均为负值,表明有机物料还田且减氮20%条件下农田生态系统为大气的碳汇,麦季净截留碳1038~2024kg·hm^-2,其他处理GWP值均为正。JZN2处理小麦产量为8061kg·hm^-2,显著高于JFN2处理(P<0.05)。综上所述,JZN2处理不仅能够保证小麦产量,且对环境效应最有利,为本区域冬小麦较优的施肥管理模式。