覆膜和有机无机配施对夏玉米农田温室气体排放及水氮利用的影响
来源：环境科学杂志2023年第1期北京时间：
作者：蒋洪丽,雷琪,张彪,吴淑芳
单位：西北农林科技大学水利与建筑工程学院, 杨凌 712100,西北农林科技大学中国旱区节水研究院, 杨凌 712100,西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室, 杨凌 712100,黄河水土保持绥德治理监督局, 榆林 719000,西北农林科技大学水利与建筑工程学院, 杨凌 712100,西北农林科技大学中国旱区节水研究院, 杨凌 712100,西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室, 杨凌 712100,西北农林科技大学水利与建筑工程学院, 杨凌 712100,西北农林科技大学中国旱区节水研究院, 杨凌 712100,西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室, 杨凌 712100
摘要：为探究地膜覆盖和有机无机肥等氮施用对夏玉米农田土壤温室气体(N2 O、CO2和CH4)排放、作物产量和水氮利用的影响,在关中地区设计了以地膜覆盖(M)和传统不覆膜为主因素,施肥为副因素的试验,副因素以不施肥(CK)为对照,设置等氮条件下有机肥替代化肥0%(T0,有机肥0.00 kg·hm-2,化肥225.00 kg·hm-2)、25%(T25,有机肥56.25 kg·hm-2,化肥168.75 kg·hm-2)、50%(T50,有机肥112.50 kg·hm-2,化肥112.50 kg·hm-2)、75%(T75,有机肥168.75 kg·hm-2,化肥56.25 kg·hm-2)和100%(T100,有机肥225.00 kg·hm-2,化肥0.00 kg·hm-2)这5个梯度,共计12个处理.结果表明:①覆膜和施肥(无论是否覆膜)因素均显著增加了土壤N2 O和CO2排放,减少了土壤对CH4的吸收(P<0.05).与仅施无机肥处理相比,有机肥配施处理在覆膜和不覆膜条件下分别减少了11.8%~52.6%和14.1%~68.0%的N2 O排放总量,增加了5.1%~24.1%和15.1%~48.7%的CO2排放总量(P<0.05).覆膜措施下的全球增温潜势(GWP)相比不覆膜增加了140.7%~206.6%,相比对照处理,施肥处理的GWP在覆膜和不覆膜条件下分别增加了36.6%~67.6%和31.2%~89.1%(P<0.05).结合产量因素,覆膜下单位产量的温室气体排放比不覆膜处理仅增加103.4%~166.2%.因此,可以通过提高产量来降低温室气体排放.②覆膜提高了8.4%~22.4%的玉米产量和4.8%~24.9%的水分利用效率(WUE)(P<0.05).施肥能显著提高作物产量和WUE,其中有机肥配施处理在覆膜条件下比MT0处理提高了2.6%~8.5%的产量和13.5%~23.2%的WUE,在不覆膜条件下比T0处理提高了3.9%~14.3%的产量和4.5%~18.2%的WUE.③0~40 cm土层中,覆膜能增加全氮含量2.4%~24.7%,施肥处理覆膜和不覆膜条件下能分别增加18.1%~48.9%和15.4%~49.7%的全氮含量.覆膜和施肥能促进玉米植株氮素积累和氮肥利用效率(P<0.05).对比无机肥处理,有机肥处理在覆膜和不覆膜条件下分别增加了2.6%~8.5%和3.9%~14.3%的氮肥利用效率.综合生态效益和经济效益,覆膜条件下的MT50和不覆膜条件下T75处理可推荐为保障稳产和实现农业绿色可持续生产的种植模式.
关键词：地膜覆盖,有机肥,温室气体排放,水分利用效率,氮肥利用效率,
