【摘 要】
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面对科技的进步和社会的发展出现的农业资源浪费、环境污染和气候变化等问题,应制定合理的农田管理措施以提高资源利用效率并达到稳产减排的目标。因此,本研究通过Meta分析明确不同生产条件对秸秆还田条件下土壤氨挥发的影响,通过大田试验分析不同氮肥种类和不同秸秆还田模式对土壤水分、温度、作物产量、土壤氨排放和水氮利用效率的影响,利用试验数据对DNDC模型进行参数率定,综合考虑产量、生产单位产量玉米的氨排放和
【基金项目】
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国家重点研发计划“西北典型农区高效节水灌溉技术与集成应用”（编号:2016YFC0400201）; 国家自然科学基金项目“作物水分传输阻力及其通量对水分亏缺的响应机制研究”（编号:51879223）
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面对科技的进步和社会的发展出现的农业资源浪费、环境污染和气候变化等问题,应制定合理的农田管理措施以提高资源利用效率并达到稳产减排的目标。因此,本研究通过Meta分析明确不同生产条件对秸秆还田条件下土壤氨挥发的影响,通过大田试验分析不同氮肥种类和不同秸秆还田模式对土壤水分、温度、作物产量、土壤氨排放和水氮利用效率的影响,利用试验数据对DNDC模型进行参数率定,综合考虑产量、生产单位产量玉米的氨排放和水氮利用效率,筛选出适合未来气候条件的施肥-秸秆措施,以实现关中地区高产减排的目标并提高水氮利用率。田间试验采取了完全随机区组设计,设置氮肥种类和秸秆还田模式两个因素。氮肥种类包括施用稳定性氮肥F1(180kg·hm-2)、施用尿素F2(180 kg·hm-2);秸秆还田模式设置两种情景,包括秸秆不还田（N）和秸秆全量还田（S）,共4个处理。本研究取得的结论和成果如下:（1）Meta分析结果表明:秸秆还田对土壤氨挥发的减排作用随生育期累积降水量的增高而减弱,随生育期均温、土壤粘粒含量的增高而增强,随施氮量的增加呈现先减弱后增强的趋势;以翻耕或旋耕方式进行秸秆还田会显著抑制土壤氨挥发;在水田中,生育期均温和累积降水量是影响秸秆还田条件下土壤氨挥发的主要因素;在非水田中,施氮量是影响秸秆还田条件下土壤氨挥发的主要因素。（2）秸秆还田对农田土壤具有调温保墒的作用,且在生育前期效果比较明显。秸秆还田会显著提高夏玉米产量4.96%～9.41%,显著提高水分利用效率5.02%～12.70%,显著提高氮肥偏生产力4.96%～9.41%（P＜0.05）。在相同秸秆还田模式下,施用不同种类的氮肥对夏玉米产量无显著影响,但施用稳定性氮肥会降低全生育期土壤氨挥发累积量84.10%～87.28%。（3）利用参数校正过的DNDC模型模拟2019和2020年土壤温度、土壤水分、产量和土壤氨挥发累积量并与实际观测值比较,R~2为0.51～0.99,n RMSE为5.57%～30.7%,表明模拟值与观测值基本吻合。在未来RCP4.5和RCP8.5排放情景下,年均温和年降水量均呈现上升的趋势。秸秆还田配施稳定性氮肥在两种排放情景下未来产量较当前会显著升高,土壤氨挥发累积量较当前会显著下降。（4）利用校正后DNDC模型模拟不同施肥-秸秆措施情景下的夏玉米产量、土壤氨挥发累积量、水分利用效率和氮肥偏生产力,结果表明:在未来气候条件下,秸秆还田可以提高夏玉米产量和水氮利用效率并降低单位产量的土壤氨挥发累积量。在RCP4.5排放情景下,秸秆全量还田配施180 kg·hm-2稳定性氮肥产量和水氮利用效率较高且单位产量的土壤氨挥发累积量较低;在RCP8.5排放情景下,2030s～2050s时,秸秆全量还田配施180 kg·hm-2稳定性氮肥产量和水氮利用效率较高且单位产量的土壤氨挥发累积量较低,2070s～2090s时,秸秆全量还田配施162 kg·hm-2稳定性氮肥产量和水氮利用效率较高且单位产量的土壤氨挥发累积量较低。综上所述,秸秆还田对夏玉米产量和水氮利用效率有积极影响,对土壤具有保墒调温的作用,稳定性氮肥较常规尿素有较好的减排效果。在RCP4.5排放情景下,秸秆全量还田配施180 kg·hm-2稳定性氮肥为关中地区未来2030s～2090s适宜的施肥-秸秆措施;在RCP8.5排放情景下,秸秆全量还田配施180 kg·hm-2稳定性氮肥和秸秆全量还田配施162 kg·hm-2稳定性氮肥分别为关中地区未来2030s～2050s和2070s～2090s适宜的施肥-秸秆措施。
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