有机物料等氮量施用对紫色土氮形态及温室气体排放的影响

摘要

[目的]在等氮施用的条件下,研究几种农业有机物料与化肥配合施用对蔬菜连作种植模式的菜地土壤氮形态及温室气体的动态变化的影响,为菜地化肥减量施用及绿色环保提供科学依据.并从温室气体减排角度,为旱地土壤的培肥提供理论参考.[方法]通过田间原位试验,设置了对照即不添加化肥和物料(CK)、常规化肥(F)、秸秆+化肥(SF)、菌渣+化肥(MF)、生物质炭+化肥(BF)、牛粪+化肥(CF)等处理,分析土壤铵态氮、硝态氮、碱解氮和全氮分布特征.同时采用静态箱-气相色谱法,对比分析在化肥减量的基础上,添加物料处理的紫色土(莴笋-卷心菜-辣椒轮作)CO2、CH4、N2O动态变化和温室效应.[结果]等养分投入的条件下,有机物料的添加改变土壤氮形态分布,SF和MF处理主要在料还田前期能增加土壤铵态氮含量,CF处理能提高莴笋和卷心菜季的土壤铵态氮含量,BF处理则提高了辣椒季硝态氮和碱解氮含量.在整个试验观测期内,N2O、CO2、CH43种气体的排放具有一定的季节变化规律,各气体均在夏季出现了排放高峰,且在施肥灌水后也会出现气体的排放峰.与F处理相比,试验期内BF处理的N2O平均排放量降低了7.5％,而CF处理则显著增加了233.5％.有机物料与化肥配施较CK和F处理增加了CO2排放,其中MF和CF处理最为明显,平均排放通量较F处理分别提高了35.6％和31.3％,BF处理则推迟CO2排放峰,且在高温多雨的夏季增加CO2排放量.各处理的CH4排放多为负值,表现为大气中CH4汇,且在辣椒季波动较为明显,其中BF处理在高温多水的短期内可达到CH4排放峰值(668.7μg·m-2·h-1);SF、MF和BF较F处理的CH4平均排放通量分别显著下降了104.85％、175.2％和77.5％,其中SF和MF处理分别为-0.1和-1.3 kg·hm-2,较其他处理能促进CH4吸收,减少CH4产生和排放.但有机物料与化肥配施处理的温室气体的增温潜势较CK和F处理分别增加了26.7％-52.4％和18.1％-42.0％,其中SF处理的增温潜势最低,其次为BF处理.[结论]不同的有机物料对土壤氮形态分布及N2O、CO2、CH4排放的影响各不相同.几种有机物料中,生物质炭、秸秆与化肥配施还田相较于其他处理能增加有效氮含量,减少温室气体的排放,而牛粪与化肥配施则会增加温室气体排放.