猪场肥水施用对玉米-小麦农田氨排放、氮素利用与表观平衡的影响

摘要

规模化生猪养殖废弃物已成为当前重要污染来源,为有效解决猪场废水所引发面源污染问题,有必要开展将其替代矿物氮肥(作为肥水)施用于农田的探索。以华北平原高度集约化玉米-小麦一年两熟轮作体系为对象,通过田间小区试验,定量研究猪场肥水施用对作物产量、氮素吸收、氮素利用效率、土壤矿质氮累积、氨挥发损失及轮作体系氮素表观平衡的影响。试验包括7个处理:不施肥对照(CK)、尿素表施(CK1)、尿素注射施用(CK2)、猪场肥水替代25%尿素氮表施(25%WB)、猪场肥水替代50%尿素氮表施(50%WB)、猪场肥水替代25%尿素氮注射施用(25%WI)和猪场肥水替代50%尿素氮注射施用(50%WI)。猪场肥水作为基肥施用。结果表明,与CK相比,施用尿素和猪场肥水均可显著提高玉米、小麦产量和籽粒氮吸收量,其中25%WI最高,50%WI次之。与尿素表施相比,尿素注射施用、猪场肥水表施和注射施用均可明显提高氮肥农学效率、偏生产力和表观利用率,且肥水注射施用最高,肥水表施次之,而25%WI和50%WI之间无显著差异。与不施肥处理相比,施用尿素和猪场肥水0~100 cm土体矿质氮残留量显著增加50.8%~87.9%,其中50%WB、25%WI和50%WI无显著差异。与尿素表施相比,尿素注射施用、肥水表施和注射施用均可显著降低玉米和小麦基肥期土壤氨损失总量,降幅分别为26.5%~48.6%和11.4%~29.1%;同时,肥水表施和注射施用下轮作体统氮盈余显著降低7.6%~16.0%,其中25%WI降幅最高,但与50%WI无显著差异。综合考虑作物产量、氮素利用和环境效应,猪场肥水替代25%和50%尿素氮注射施用是该区玉米-小麦轮作农田猪场肥水最佳施用方式。