秸秆分解对两种类型土壤无机氮和氧化亚氮排放的影响

摘要：

[目的]明确作物秸秆分解对土壤无机氮和氧化亚氮(N2O)排放的影响,为不同土壤类型采用合理的氮肥用量,促进秸秆分解、增加土壤可利用养分、减少N2O等温室气体排放提供理论依据.[方法]室内采用尼龙网袋法,设置秸秆类型(小麦和玉米)、土壤类型(潮土和砂姜黑土)和氮肥用量(N0:0,N1:180 kg N·hm-2,N2:360 kg N·hm-2)三因素培养试验,并设置无秸秆无氮肥为对照(CK),测定了土壤无机氮含量、N2O和CO2排放通量以及土壤酶活性等参数.[结果]与CK相比,添加作物秸秆的N0处理土壤无机氮含量显著降低,每添加1 g小麦或玉米秸秆平均减少0.8 mg或0.4 mg土壤无机氮.与潮土相比,不同氮肥用量条件下砂姜黑土添加小麦秸秆后土壤无机氮含量降低16％,而添加玉米秸秆后增加41％.与添加小麦秸秆相比,潮土和砂姜黑土添加玉米秸秆后无机氮含量分别增加111％和252％.两种土壤添加小麦或玉米秸秆均促进N2O和CO2排放.与CK相比,添加小麦秸秆和玉米秸秆的N0处理土壤N2O排放累积量分别增加70％和47％;CO2排放累积量增加346％和154％;全球变暖潜力增加53％和71％.与潮土相比,砂姜黑土添加小麦秸秆和玉米秸秆后N2O排放通量降低38％和61％,N2O排放累积量降低12％和51％,CO2排放累积量降低28％和16％.与潮土相比,砂姜黑土添加小麦秸秆的全球变暖潜力增加13％,而添加玉米秸秆却降低44％.与添加小麦秸秆相比,潮土和砂姜黑土添加玉米秸秆后N2O排放累积量分别增加88％和6％;CO2排放累积量降低21％和6％.不同氮肥用量和土壤类型条件下添加玉米秸秆的全球变暖潜力比小麦秸秆高91％.与N0和N2处理相比,砂姜黑土添加小麦秸秆或玉米秸秆的同时配施适量氮肥(N1)降低N2O排放量以及全球变暖潜力.与CK相比,两种土壤类型添加小麦或玉米秸秆后土壤蔗糖酶活性增加,而过氧化氢酶和氧气含量降低.与添加小麦秸秆相比,两种土壤添加玉米秸秆后脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性降低.与潮土相比,砂姜黑土添加作物秸秆后脲酶、过氧化氢酶活性降低,氧气含量增加;而过氧化氢酶活性和氧气含量均与N2O排放通量呈显著负相关.[结论]小麦和玉米秸秆分解均降低土壤无机氮含量、促进温室气体排放.玉米秸秆分解过程中土壤无机氮含量和N2O排放量均高于小麦秸秆;潮土添加小麦或玉米秸秆的N2O排放量高于砂姜黑土;砂姜黑土添加小麦或玉米秸秆并配施适量氮肥不会增加土壤N2O排放和全球变暖潜力.生产上秸秆还田应综合考虑秸秆类型、土壤类型和氮肥用量.

关键词：秸秆;潮土;砂姜黑土;温室气体;氮素矿化;全球变暖潜力

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资助基金：国家重点研发计划;河南省自然科学基金;河南农业大学科技创新基金

在线出版日期：2022-03-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：729-742