【目的】明确不同培肥措施对麦玉轮作模式下作物产量、氮肥利用率及农田氮损失的影响,为土壤培肥提供科学依据。【方法】以中国麦玉轮作区为研究区域,在中国知网、Web of Science平台,搜集并筛选出64篇文献,提取其中的产量、氮素损失(...【目的】明确不同培肥措施对麦玉轮作模式下作物产量、氮肥利用率及农田氮损失的影响,为土壤培肥提供科学依据。【方法】以中国麦玉轮作区为研究区域,在中国知网、Web of Science平台,搜集并筛选出64篇文献,提取其中的产量、氮素损失(氨挥发、N2O排放、硝态氮淋溶)数据,采用整合分析(Metaanalysis)方法,对比分析常规单施化肥、常规化肥配合秸秆还田(秸秆还田)、有机肥替代部分化肥(有机替代)以及秸秆还田+有机替代4种施肥措施对作物产量、氮肥利用率以及农田氮损失的影响。【结果】常规单施化肥措施下,小麦和玉米产量均值分别为6.06和7.79 t/hm^(2),氮肥利用率分别为36.3%和34.2%;农田氮损失以淋溶和NH3挥发为主,且农田氮损失主要发生在玉米季,约占全年氮损失的57.7%。与常规单施化肥相比,秸秆还田显著提高小麦产量21.8%、玉米产量6.1%,但增加NH3挥发和N2O排放的风险。与常规单施化肥相比,有机替代显著降低了农田硝态氮淋失(小麦季39.6%、玉米季27.7%)和玉米季N2O排放(21.2%),但小麦产量存在较大波动,以20%~40%的替代比例增产效果最佳(3.6%)。与常规单施化肥相比,秸秆还田+有机替代小麦平均增产16.4%、玉米产量提高17.7%,玉米季硝态氮淋溶降低24.1%;与秸秆还田相比,秸秆还田+有机替代虽然显著提高了作物产量(小麦5.7%、玉米13.4%),但增加了玉米季N_(2)O排放(61.9%)。【结论】常规化肥措施下,秸秆还田、有机替代及秸秆还田+有机替代措施均能提高麦玉轮作体系的作物产量。不同措施的环境效应存在差异:秸秆还田虽能增产,但会导致农田氮排放量增加;有机替代措施具有较好的氮减排效果,但需合适的替代比例才能实现增产与减排的双重效益。值得注意的是,秸秆还田结合有机替代的增产效果最佳,但其农田氮减排效果相关研究较少,减排效果和机制尚不明确,有待进一步探究。展开更多
为探讨不同形态猪粪短期存储和施用全过程的气态氮(N)损失特征,优化猪粪清储模式,以猪粪生浆液(PS)、固液分离液态组分(LF)、固液分离固态组分(SF)和风干猪粪(DM)为研究对象,利用原位气体采集法和盆栽试验,针对粪肥气态氮损失主要形式—...为探讨不同形态猪粪短期存储和施用全过程的气态氮(N)损失特征,优化猪粪清储模式,以猪粪生浆液(PS)、固液分离液态组分(LF)、固液分离固态组分(SF)和风干猪粪(DM)为研究对象,利用原位气体采集法和盆栽试验,针对粪肥气态氮损失主要形式——NH_(3)挥发和N_(2)O排放,开展了不同形态猪粪存储及施用过程中的气态氮损失特征研究,并比较了4种形态猪粪施用后生菜产量和氮素利用效率(NUE)。结果表明:存储和施用全过程中,各形态猪粪的总气态氮损失达12.4%~20.9%,其中PS最高,SF最低;气态氮损失主要发生在存储/风干过程,占总气态氮损失的58.6%~76.3%。不同形态猪粪存储/施用过程的气态氮损失形态差异显著,在存储过程,LF和DM以NH_(3)挥发为主,分别占存储过程气态氮损失的71.5%和49.8%,而PS(38.0%)和SF(31.4%)的NH_(3)挥发占比相对较低;在施用过程,LF的气态氮损失依然以NH_(3)挥发为主,排放系数达到9.7%,其他形态猪粪NH_(3)挥发排放系数仅为3.3%~3.9%。SF经存储初级发酵后施用的资源化利用模式效果最优,其生菜产量(33.2 t·hm^(-2))及NUE最高,而等N施用下LF和PS对作物生长具有抑制作用。猪粪施用后N_(2)O排放带来的增温潜势达2.01~4.26 t CO_(2)e·hm^(-2),具有较高的温室效应。综上,猪粪的清储模式宜选择干清粪或者固液分离模式,液态部分可通过酸化等方式降低NH_(3)挥发损失,而固态组分可在简单堆肥发酵处理后进行农田资源化利用。展开更多
文摘【目的】明确不同培肥措施对麦玉轮作模式下作物产量、氮肥利用率及农田氮损失的影响,为土壤培肥提供科学依据。【方法】以中国麦玉轮作区为研究区域,在中国知网、Web of Science平台,搜集并筛选出64篇文献,提取其中的产量、氮素损失(氨挥发、N2O排放、硝态氮淋溶)数据,采用整合分析(Metaanalysis)方法,对比分析常规单施化肥、常规化肥配合秸秆还田(秸秆还田)、有机肥替代部分化肥(有机替代)以及秸秆还田+有机替代4种施肥措施对作物产量、氮肥利用率以及农田氮损失的影响。【结果】常规单施化肥措施下,小麦和玉米产量均值分别为6.06和7.79 t/hm^(2),氮肥利用率分别为36.3%和34.2%;农田氮损失以淋溶和NH3挥发为主,且农田氮损失主要发生在玉米季,约占全年氮损失的57.7%。与常规单施化肥相比,秸秆还田显著提高小麦产量21.8%、玉米产量6.1%,但增加NH3挥发和N2O排放的风险。与常规单施化肥相比,有机替代显著降低了农田硝态氮淋失(小麦季39.6%、玉米季27.7%)和玉米季N2O排放(21.2%),但小麦产量存在较大波动,以20%~40%的替代比例增产效果最佳(3.6%)。与常规单施化肥相比,秸秆还田+有机替代小麦平均增产16.4%、玉米产量提高17.7%,玉米季硝态氮淋溶降低24.1%;与秸秆还田相比,秸秆还田+有机替代虽然显著提高了作物产量(小麦5.7%、玉米13.4%),但增加了玉米季N_(2)O排放(61.9%)。【结论】常规化肥措施下,秸秆还田、有机替代及秸秆还田+有机替代措施均能提高麦玉轮作体系的作物产量。不同措施的环境效应存在差异:秸秆还田虽能增产,但会导致农田氮排放量增加;有机替代措施具有较好的氮减排效果,但需合适的替代比例才能实现增产与减排的双重效益。值得注意的是,秸秆还田结合有机替代的增产效果最佳,但其农田氮减排效果相关研究较少,减排效果和机制尚不明确,有待进一步探究。
文摘为探讨不同形态猪粪短期存储和施用全过程的气态氮(N)损失特征,优化猪粪清储模式,以猪粪生浆液(PS)、固液分离液态组分(LF)、固液分离固态组分(SF)和风干猪粪(DM)为研究对象,利用原位气体采集法和盆栽试验,针对粪肥气态氮损失主要形式——NH_(3)挥发和N_(2)O排放,开展了不同形态猪粪存储及施用过程中的气态氮损失特征研究,并比较了4种形态猪粪施用后生菜产量和氮素利用效率(NUE)。结果表明:存储和施用全过程中,各形态猪粪的总气态氮损失达12.4%~20.9%,其中PS最高,SF最低;气态氮损失主要发生在存储/风干过程,占总气态氮损失的58.6%~76.3%。不同形态猪粪存储/施用过程的气态氮损失形态差异显著,在存储过程,LF和DM以NH_(3)挥发为主,分别占存储过程气态氮损失的71.5%和49.8%,而PS(38.0%)和SF(31.4%)的NH_(3)挥发占比相对较低;在施用过程,LF的气态氮损失依然以NH_(3)挥发为主,排放系数达到9.7%,其他形态猪粪NH_(3)挥发排放系数仅为3.3%~3.9%。SF经存储初级发酵后施用的资源化利用模式效果最优,其生菜产量(33.2 t·hm^(-2))及NUE最高,而等N施用下LF和PS对作物生长具有抑制作用。猪粪施用后N_(2)O排放带来的增温潜势达2.01~4.26 t CO_(2)e·hm^(-2),具有较高的温室效应。综上,猪粪的清储模式宜选择干清粪或者固液分离模式,液态部分可通过酸化等方式降低NH_(3)挥发损失,而固态组分可在简单堆肥发酵处理后进行农田资源化利用。
