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菌渣施用对稻麦轮作农田氨挥发影响及施用效果研究

唐祺超  
【摘要】:菌渣作为一种新型有机肥料,其替代传统化肥可在一定程度上改善土壤理化性质、提高土壤质量、增加作物产量,在改善农田土壤环境以及降低氮肥施用引起的环境污染风险等方面有积极作用。然而,菌渣还田后对稻麦轮作农田氨挥发的影响效果尚不明确。为进一步厘清菌渣还田对稻-麦轮作农田系统氮素氨挥发、氮径流量、土壤氮含量及作物氮积累量以及氮肥利用率的影响。本研究以四川农业大学崇州试验基地稻-麦轮作稻田为研究对象,以常规施氮量为标准,将菌渣与化肥氮含量换算后设置七个处理,菌渣供氮50%,化肥供氮50%(T1);菌渣供氮75%,化肥供氮25%(T2);菌渣供氮100%(T3);菌渣供氮125%(T4);菌渣供氮150%(T5);化肥供氮100%(CF);不施肥的空白处理(CK)。经过为期一年的稻麦轮作田间试验,开展系统研究,取得了以下研究结果:1、菌渣施用能够减缓农田氮素氨挥发损失量。水稻季T1~T5处理氨挥发通量为15.28~17.20 kg/hm~2,小麦季T1~T5处理氨挥发通量为16.56~20.62kg/hm~2。在施氮量相同的情况下,菌渣施用量越大,氨挥发损失量越低;而单施菌渣(T3~T5)处理间土壤氨挥发损失量无显著差异(p0.05,同下)。T1~T5处理下农田氨挥发通量均显著低于CF处理(水稻季:22.99 kg/hm~2;小麦季:28.05 kg/hm~2)。说明化肥施用会促进农田氨挥发,菌渣施用能够有效缓减农田氨挥发。2、水稻季,菌渣施用通过有效降低田面水NH_4~+浓度、NO_3~-浓度和pH值,从而降低氨挥发损失量。田面水NH_4~+离子浓度和NO_3~-离子浓度随菌渣施用量的升高而降低,表明,菌渣施用能够有效降低田面水NH_4~+浓度和NO_3~-浓度;农田氨挥发量与田面水NH_4~+浓度呈极显著正相关(r~2=0.858*)与NO_3~-浓度呈显著正相关(r~2=0.684)。此外,研究结果还表明,水稻季田面水pH值随菌渣施用量的升高而降低,并且田面水pH值与农田氨挥发量呈显著正相关(r~2=0.749),表明菌渣施用能够降低田面水pH值;3、小麦季,菌渣施用通过影响土壤铵态氮含量、硝态氮含量和pH值,从而降低氨挥发损失量。土壤铵态氮含量和硝态氮含量随菌渣施用量的升高而降低,表明,菌渣施用能够有效降低土壤铵态氮含量和硝态氮含量;农田氨挥发量与土壤铵态氮含量呈极显著正相关(r~2=0.834)与硝态氮含量呈显著正相关(r~2=0.685)。虽然土壤pH值与氨挥发量呈普通正相关(r~2=0.471),但土壤pH值不受菌渣施用量变化而产生显著变化,因此,菌渣施用不能通过改变小麦季土壤pH以对氮素氨挥发损失量产生影响。4、土壤有机质含量随菌渣施入量的升高而上升,土壤有机质含量越高、其氨挥发通量越低。在稻麦轮作周期内,土壤有机质含量随菌渣施入量的升高而上升,说明,菌渣施用能有效提高土壤有机质含量;水稻季土壤有机质含量与氨挥发通量呈显著负相关(r~2=-0.631),而小麦季土壤有机质含量与氨挥发呈普通负相关(r~2=-0.476),表明,土壤有机质含量越高,其氨挥发通量越低。菌渣施用首先是有效提高土壤有机质含量,然后通过土壤有机质直接影响农田氨挥发,从而实现降低农田氨挥发通量。5、菌渣施用能不同程度提高作物产量。水稻季,T1~T5处理地上部分吸氮量相比CK处理增加了17.24~28.67%,其中以T5处理产量增幅最高;水稻季各肥料处理作物氮肥利用率为31.47~56.80%,其中以T1处理氮素利用率最高。小麦季,T1~T5处理作物地上部分吸氮量与CK处理相比增加了14.10~24.49%,其中T4、T5处理产量增幅显著高于其他处理;各处理氮肥利用效率为11.18~17.16%,其中以T2处理最高。试验结果表明,菌渣与化肥配施处理(T1和T2处理)既能够能促进植物对氮的吸收利用,又能有效提高氮素利用效率。综上所述,相较于常规处理,适量菌渣还田能显著降低稻麦轮作系统的氨挥发、减少氮素流失、提高作物产量、提高作物氮素利用率。通过对比各处理对农田氨挥发的抑制效果,发现T5处理菌渣施用量为稻麦轮作条件下菌渣最佳施用量。


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