针对当前夏玉米生产中水氮投入不合理,缺少综合夏玉米产量、氮素利用及土壤硝态氮含量对水氮优化管理模式评价的问题,运用层次分析法、熵权法、博弈论组合赋权计算各指标权重,使用TOPSIS法建立模型对水氮减量方案进行综合评价,为关中平...针对当前夏玉米生产中水氮投入不合理,缺少综合夏玉米产量、氮素利用及土壤硝态氮含量对水氮优化管理模式评价的问题,运用层次分析法、熵权法、博弈论组合赋权计算各指标权重,使用TOPSIS法建立模型对水氮减量方案进行综合评价,为关中平原夏玉米节水节肥环保增效的生产模式提供理论依据。于2018—2020年在陕西杨凌开展水、氮二因素裂区田间试验。设置3个灌溉处理,以传统灌水量(800 m^(3)hm^(–2),W2)为对照、在此基础上减50%(400m^(3)hm^(–2),W1)和减100%(0 m^(3)hm^(–2),W0)。每个灌溉量下设5个施氮梯度,以传统施氮量(300 kg hm^(–2),N300)为对照、在此基础上减25%(225 kg hm^(–2),N225)、减50%(150 kg hm^(–2),N150)、减75%(75 kg hm^(–2),N75)和减100%(0)。分析不同水氮减量处理夏玉米产量、氮素利用及土壤硝态氮含量,使用TOPSIS法建模选优。与对照W2N300相比,W1N225增产效果最明显,增产率为5.4%,W2N225、W2N150、W1N150也表现出明显的增产效应,增产率分别为2.4%、0.7%、0.3%。W1N225、W1N150可以显著提高氮肥农学效率、氮肥回收效率、氮肥偏生产力,2018年NAE、NRE、NPFP分别比传统模式提高29.7%、16.2%、24.5%,36.5%、25.4%、28.8%;2019年分别提高53.4%、36.7%、32.8%,46.5%、35.2%、47.4%;2020年分别提高43.6%、37.3%、48.0%,66.9%、43.1%、54.5%。W1N225、W1N150土壤硝态氮残留量比传统水氮管理模式减少28.6%、53.8%。使用TOPSIS法进行综合评价,发现氮肥减量25%~50%、灌水减少50%时各指标评价值最高,水氮减量(中水中肥)优于高水高肥,高水高肥优于低水低肥,高水低肥优于低水高肥。通过TOPSIS法模拟寻优得出灌水量为W1 (400 m^(3)hm^(–2))施氮量为200 kg hm^(–2)时综合评价值最优。因此,在关中平原灌溉区,灌水减量50%(400 m^(3)hm^(–2))、施氮减少33.3%(200 kg hm^(–2))可以实现关中平原夏玉米生产节水减肥环保增效的目标。展开更多
[目的]长期秸秆还田易因腐解不足引发土壤结构退化及环境风险。本研究基于关中平原冬小麦-夏玉米轮作(麦玉轮作)农田开展秸秆全量还田试验,旨在探究施加不同剂量腐熟剂对麦玉轮作系统秸秆腐解特征及温室气体排放的影响,实现作物产量提...[目的]长期秸秆还田易因腐解不足引发土壤结构退化及环境风险。本研究基于关中平原冬小麦-夏玉米轮作(麦玉轮作)农田开展秸秆全量还田试验,旨在探究施加不同剂量腐熟剂对麦玉轮作系统秸秆腐解特征及温室气体排放的影响,实现作物产量提升以及温室气体减排。[方法]于2020-2021年在陕西省杨凌示范区进行试验,采用单因素完全随机区组设计,设置腐熟剂30 kg/hm^(2)(T1)、45 kg/hm^(2)(T2)、60 kg/hm^(2)(T3)、75 kg/hm^(2)(T4)共4个处理,以不施腐熟剂(CK)为对照,通过田间试验测算温室气体的周年排放规律,剖析其对全年土壤温室气体(CO_(2)、N2O和CH4)排放特征的影响。[结果]在还田后30、90、120和360 d时,T2的腐解率分别较CK增加30.66%、10.68%、6.95%和3.21%,其中30、90 d时腐解率显著高于CK。该区域农田土壤CO_(2)和N_(2)O是排放源,CH_(4)是吸收汇。施加不同剂量腐熟剂可显著调节温室气体的排放速率与总量。与CK相比,T3处理下周年CO_(2)和N_(2)O累计排放量显著降低,而周年CH_(4)累计吸收量增加2倍。此外,腐熟剂施加对麦玉轮作农田土壤周年温室气体的综合增温潜势(GWP)亦有显著影响。T2处理农田土壤周年GWP为2107.01 kg CO_(2)-eq/hm^(2),温室气体排放强度为0.11 kg CO_(2)-eq/hm^(2)。不同处理之间GWP表现为T4>T1>T2>CK>T3,且不同处理间差异显著(P<0.05)。T3处理农田土壤周年GWP最低,为1833.20 kg CO_(2)-eq/hm^(2),而温室气体排放强度在T4下达到最大,为0.13 kg CO_(2)-eq/hm^(2)。施加不同剂量腐熟剂对夏玉米和冬小麦产量亦有显著影响,T2的夏玉米产量最高,为12293.78 kg/hm^(2),冬小麦产量为7318.50 kg/hm^(2),总产量最高。[结论]综上所述,秸秆还田配施45 kg/hm^(2)的腐熟剂可加快秸秆分解速率,显著降低周年温室气体的排放量,优化了夏玉米和冬小麦周年产量,既能兼顾环境效益,又在成本控制上更具优势。展开更多
文摘针对当前夏玉米生产中水氮投入不合理,缺少综合夏玉米产量、氮素利用及土壤硝态氮含量对水氮优化管理模式评价的问题,运用层次分析法、熵权法、博弈论组合赋权计算各指标权重,使用TOPSIS法建立模型对水氮减量方案进行综合评价,为关中平原夏玉米节水节肥环保增效的生产模式提供理论依据。于2018—2020年在陕西杨凌开展水、氮二因素裂区田间试验。设置3个灌溉处理,以传统灌水量(800 m^(3)hm^(–2),W2)为对照、在此基础上减50%(400m^(3)hm^(–2),W1)和减100%(0 m^(3)hm^(–2),W0)。每个灌溉量下设5个施氮梯度,以传统施氮量(300 kg hm^(–2),N300)为对照、在此基础上减25%(225 kg hm^(–2),N225)、减50%(150 kg hm^(–2),N150)、减75%(75 kg hm^(–2),N75)和减100%(0)。分析不同水氮减量处理夏玉米产量、氮素利用及土壤硝态氮含量,使用TOPSIS法建模选优。与对照W2N300相比,W1N225增产效果最明显,增产率为5.4%,W2N225、W2N150、W1N150也表现出明显的增产效应,增产率分别为2.4%、0.7%、0.3%。W1N225、W1N150可以显著提高氮肥农学效率、氮肥回收效率、氮肥偏生产力,2018年NAE、NRE、NPFP分别比传统模式提高29.7%、16.2%、24.5%,36.5%、25.4%、28.8%;2019年分别提高53.4%、36.7%、32.8%,46.5%、35.2%、47.4%;2020年分别提高43.6%、37.3%、48.0%,66.9%、43.1%、54.5%。W1N225、W1N150土壤硝态氮残留量比传统水氮管理模式减少28.6%、53.8%。使用TOPSIS法进行综合评价,发现氮肥减量25%~50%、灌水减少50%时各指标评价值最高,水氮减量(中水中肥)优于高水高肥,高水高肥优于低水低肥,高水低肥优于低水高肥。通过TOPSIS法模拟寻优得出灌水量为W1 (400 m^(3)hm^(–2))施氮量为200 kg hm^(–2)时综合评价值最优。因此,在关中平原灌溉区,灌水减量50%(400 m^(3)hm^(–2))、施氮减少33.3%(200 kg hm^(–2))可以实现关中平原夏玉米生产节水减肥环保增效的目标。
文摘[目的]长期秸秆还田易因腐解不足引发土壤结构退化及环境风险。本研究基于关中平原冬小麦-夏玉米轮作(麦玉轮作)农田开展秸秆全量还田试验,旨在探究施加不同剂量腐熟剂对麦玉轮作系统秸秆腐解特征及温室气体排放的影响,实现作物产量提升以及温室气体减排。[方法]于2020-2021年在陕西省杨凌示范区进行试验,采用单因素完全随机区组设计,设置腐熟剂30 kg/hm^(2)(T1)、45 kg/hm^(2)(T2)、60 kg/hm^(2)(T3)、75 kg/hm^(2)(T4)共4个处理,以不施腐熟剂(CK)为对照,通过田间试验测算温室气体的周年排放规律,剖析其对全年土壤温室气体(CO_(2)、N2O和CH4)排放特征的影响。[结果]在还田后30、90、120和360 d时,T2的腐解率分别较CK增加30.66%、10.68%、6.95%和3.21%,其中30、90 d时腐解率显著高于CK。该区域农田土壤CO_(2)和N_(2)O是排放源,CH_(4)是吸收汇。施加不同剂量腐熟剂可显著调节温室气体的排放速率与总量。与CK相比,T3处理下周年CO_(2)和N_(2)O累计排放量显著降低,而周年CH_(4)累计吸收量增加2倍。此外,腐熟剂施加对麦玉轮作农田土壤周年温室气体的综合增温潜势(GWP)亦有显著影响。T2处理农田土壤周年GWP为2107.01 kg CO_(2)-eq/hm^(2),温室气体排放强度为0.11 kg CO_(2)-eq/hm^(2)。不同处理之间GWP表现为T4>T1>T2>CK>T3,且不同处理间差异显著(P<0.05)。T3处理农田土壤周年GWP最低,为1833.20 kg CO_(2)-eq/hm^(2),而温室气体排放强度在T4下达到最大,为0.13 kg CO_(2)-eq/hm^(2)。施加不同剂量腐熟剂对夏玉米和冬小麦产量亦有显著影响,T2的夏玉米产量最高,为12293.78 kg/hm^(2),冬小麦产量为7318.50 kg/hm^(2),总产量最高。[结论]综上所述,秸秆还田配施45 kg/hm^(2)的腐熟剂可加快秸秆分解速率,显著降低周年温室气体的排放量,优化了夏玉米和冬小麦周年产量,既能兼顾环境效益,又在成本控制上更具优势。
