麦玉农田耕层调理水肥高效技术体系的氮足迹研究——以宁晋县为例

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“十三五”期间,河北“粮食丰产增效科技创新”研究团队依据“丰产、增效、绿色”的目标,针对黑龙港中南部平原存在的耕层结构不合理、土壤肥力退化等问题,在该地区集成了小麦-玉米耕层调理水肥高效技术体系并进行技术集成与示范,但该技术体系在丰产前提下的节肥(降低活性氮损失)效果有待评价。因此,本论文选取该地区的宁晋县北楼下村为试验地点,开展了 2年的新型农业经营主体规模化生产和传统农户生产的田间对比试验,并基于LCA生命周期评价法将该技术体系与传统技术体系的氮足迹进行对比研究,得出如下研究结果:(1)单位面积氮足迹方面。两个年度小麦季示范田均低于对照田,年平均低5.76%;两个年度玉米季示范田均高于对照田,年平均高6.24%;两个周年示范田与对照田基本持平,年平均相差0.241%。说明该技术体系的单位面积活性氮损失小麦季比传统农户低,玉米季比传统农户高,周年与传统农户几乎没有差异。(2)单位产量氮足迹方面。两个年度小麦季示范田均低于对照田,年平均低18.97%;2019玉米季示范田高于对照田,2020玉米季示范田低于对照田,示范田比对照田年平均低4.96%。说明该技术体系单位产量的活性氮损失小麦季和玉米季都比传统农户低。(3)氮足迹构成方面。两个年度小麦季和玉米季示范田和对照田氮足迹构成占比由高到低均为化肥淋溶、秸秆淋溶、NH3挥发、N2O排放和农资投入。说明该技术体系和传统技术体系在麦玉氮足迹构成方面基本一致,麦玉生产中活性氮损失绝大部分是化肥淋溶和秸秆淋溶造成的(均占83%以上),特别是化肥淋溶。由研究结果得出的结论如下:(1)影响该地区麦玉生产氮足迹的主要因素是氮肥投入量。(2)该技术体系通过提高产量实现了降低活性氮损失的效果。(3)影响该地农户和新型农业经营主体单位产量氮足迹差异的主要因素是田间管理。对当地农户生产的指导意义:第一,应因地制宜,因时制宜,提高播种质量,加强间苗、定苗的管理,合理种植密度;第二,在病虫害防治上改人工喷雾器打药为无人机打药;第三,在灌溉方式上改漫灌为喷灌,进一步提升水分利用效率。
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