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不同施肥措施对黑土区玉米氮效率及碳排放的影响

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[目的]以东北黑土区玉米生产体系为研究对象,探究不同施肥措施对玉米籽粒产量、氮肥利用效率及碳排放的影响,以实现该地区粮食平稳增产的同时降低农业生产碳排放.[方法]在黑龙江典型黑土区进行了两年玉米田间试验,试验设5个处理:不施氮肥(CK);推荐施肥处理(RF);推荐施肥+有机氮替代20％化肥氮(MRF);推荐施肥+秸秆还田(SRF)和农民传统施肥(TF).通过调查玉米全生育期农资投入,结合生命周期评价法,系统分析不同处理下玉米籽粒产量、氮肥农学效率、氮肥偏生产力及碳排放的主要影响因子.[结果]与TF处理相比,RF、MRF和SRF处理的玉米产量分别平均提高了1.3％、6.2％、7.6％,氮肥农学效率分别显著提高了31.3％、82.6％、50.3％?(P?<?0.05),氮肥偏生产力分别显著提高了29.0％、69.0％、37.0％?(P<0.05);各处理籽粒产量、氮肥农学效率及氮肥偏生产力在不同年际间均无显著变化.玉米整个生长周期内,RF、MRF、SRF及TF处理的碳排放量较CK处理分别显著提高了37.6％、24.0％、38.5％、63.6％?(P<0.05),两年试验各施氮处理碳排放量均以MRF处理最低.玉米整个生产周期中碳排放的主要贡献因子是氮肥投入量及氮损失(N2O+NH3+NO3–),贡献率超过70％;其次为农药与柴油投入,贡献率分别约为10.2％、13.6％;磷、钾肥占比最低,贡献率总和不足3％.与TF处理相比,RF、MRF及SRF处理的碳排放量分别显著降低了16.0％、24.7％、16.4％,MRF处理的碳排放量又较RF与SRF处理分别显著降低了9.9％、10.4％?(P<0.05).[结论]在东北黑土区玉米生产中,氮肥用量及损失量贡献了70％的总碳排放.降低氮磷肥用量、提高钾肥用量可以保证玉米产量稳定.相较推荐施肥和秸秆还田处理,有机态氮代替20％化肥氮处理可以在稳产的同时,更有效地提高氮肥利用效率、减少氮素损失,因而其综合的碳排放最低,有利于实现农业可持续发展.
Effects of nutrient management techniques on nitrogen fertilizer efficiency and carbon emission of maize in a Mollisol

张杰、金梁、李艳、赵士诚、徐新朋、魏丹、张丽娟、仇少君、何萍、周卫

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河北农业大学资源与环境科学学院,河北保定 071000

中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部植物营养与肥料重点实验室,北京 100081

北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所,北京 100097

黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所,哈尔滨 150086

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黑土 养分管理措施 玉米 氮肥利用率 碳排放

国家重点研发专项国家重点基础研究发展计划(973计划)中央级公益性科研院所基本科研业务费专项中国农科院创新工程项目

2016YFD02001012013CB1274051610132019014

2022

10.11674/zwyf.2021409

植物营养与肥料学报
中国植物营养与肥料学会

植物营养与肥料学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：2.331
ISSN：1008-505X
年,卷(期)：2022.28(3)
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