论文部分内容阅读
针对我国春玉米生产中肥料不合理施用带来养分低效和环境风险等问题，应用国际新兴的生态集约化管理理念和技术措施，提高春玉米产量和肥料利用率，减少管理对环境的负面影响，并利用DNDC模型模拟预测N2O气体排放。本文以2009年始在吉林省公主岭市开展的春玉米生态集约化管理田间定位试验为基础，研究了生态集约化管理(EI)和农民习惯管理(FP)下不施氮肥处理(N0/3)、三年中二年施氮肥处理(N2/3)和三年均施氮肥处理(N3/3)对春玉米产量、氮素吸收和2018年至2019年N2O排放的影响。取得的主要进展如下：
(1)在N0处理中，从2010年开始产量和氮素吸收量呈现下降趋势。在N2/3处理中，不施氮年份的产量和氮素吸收量降低，而在随后1年施氮的情况下，产量和氮素吸收量增加到N3/3处理的水平。在N3/3处理中，EI处理十一年平均产量为11629kg/hm2，较FP处理显著提高7.3%。EI处理的氮素农学效率(AEN)，氮素回收率(REN)和氮素偏生产力(PFPN)分别为45.7kg/kg、74.4%和61.5kg/kg，均高于FP处理的31.4kg/kg、54.7%和43.2kg/kg，分别提高了36.0%、45.5%和42.4%。在氮素平衡中，EI处理十一年累积的氮素残留量和氮素表观损失分别为893.7kg/hm2和500.4kg/hm2，均低于FP处理的1755.4kg/hm2和1254.3kg/hm2，分别降低了49.1%和60.1%。
(2)土壤N2O排放通量的季节性变化主要是施肥量、施肥次数和降水造成的土壤温湿度变化引起的。EI处理的N2O累积排放量比FP处理降低了23%-37%；在每一种管理方式中，每日N2O气体排放通量的模拟值与模拟趋势线均与实测值和实测趋势线有着很好的相关性，表明DNDC模型可以用于模拟不同管理方式下的N2O气体排放的变化。
综上所述，生态集约化管理不但增加了春玉米产量和提高了氮素利用率，还减少了土壤氮素残留量和氮素表观损失，减少了N2O排放，是实现玉米增产和化肥增效，减少环境污染的重要措施。
(1)在N0处理中，从2010年开始产量和氮素吸收量呈现下降趋势。在N2/3处理中，不施氮年份的产量和氮素吸收量降低，而在随后1年施氮的情况下，产量和氮素吸收量增加到N3/3处理的水平。在N3/3处理中，EI处理十一年平均产量为11629kg/hm2，较FP处理显著提高7.3%。EI处理的氮素农学效率(AEN)，氮素回收率(REN)和氮素偏生产力(PFPN)分别为45.7kg/kg、74.4%和61.5kg/kg，均高于FP处理的31.4kg/kg、54.7%和43.2kg/kg，分别提高了36.0%、45.5%和42.4%。在氮素平衡中，EI处理十一年累积的氮素残留量和氮素表观损失分别为893.7kg/hm2和500.4kg/hm2，均低于FP处理的1755.4kg/hm2和1254.3kg/hm2，分别降低了49.1%和60.1%。
(2)土壤N2O排放通量的季节性变化主要是施肥量、施肥次数和降水造成的土壤温湿度变化引起的。EI处理的N2O累积排放量比FP处理降低了23%-37%；在每一种管理方式中，每日N2O气体排放通量的模拟值与模拟趋势线均与实测值和实测趋势线有着很好的相关性，表明DNDC模型可以用于模拟不同管理方式下的N2O气体排放的变化。
综上所述，生态集约化管理不但增加了春玉米产量和提高了氮素利用率，还减少了土壤氮素残留量和氮素表观损失，减少了N2O排放，是实现玉米增产和化肥增效，减少环境污染的重要措施。