冬季白三叶覆盖作物对亚热带狗牙根牧场氮损失调控机制及减排策略研究

本研究探讨了白三叶（WC）作为冬季覆盖作物在亚热带狗牙根（Bermudagrass）牧场系统中替代部分氮肥的可行性，证实结合半量尿素（112 kg N ha?1 year?1）可维持产量（与全量224 kg N ha?1相当），并减少NH4+和NO3?径流损失（降幅达11%–35%），但氧化亚氮（N2O）排放未显著降低；硝化抑制剂DCD和DMPP可大幅抑制N2O排放（最高91%），为低碳牧场管理提供科学依据。

　　

摘要

在亚热带牧场系统中，夏季狗牙根（Bermudagrass, Cynodon dactylon L.）作为主要饲草作物，对氮（N）肥需求极高（通常135–336 kg ha^?1 season^?1），但过量施肥易导致环境氮损失。本研究通过两年田间试验和实验室培养，评估了冬季覆盖作物白三叶（White Clover, WC, Trifolium repens L.）及与黑麦草（Ryegrass, Lolium multiflorum）混作（WCR）对狗牙根产量、氮径流损失及氧化亚氮（N₂O）排放的影响。试验设五种处理：无覆盖作物+无氮肥对照（CLT）、纯WC无氮肥（WC）、WC-黑麦草混作无氮肥（WCR）、WC+半量尿素（112 kg N ha^?1 year^?1, WC112N）、无覆盖作物+全量尿素（224 kg N ha^?1 year^?1, 224N）。结果表明，WC处理较CLT增产38%，而WCR与CLT相当；WC112N与224N产量无显著差异（平均9364 vs 9478 kg ha^?1），但WC112N显著降低NH₄⁺和NO₃^?径流损失（降幅30%–35%和11%–24%），主要源于径流量减少。N₂O排放方面，224N与WC112N无差异（两年平均1731 vs 1529 g N ha^?1），且WC和WCR在降雨频繁年（如2018）排放较高。实验室培养显示，硝化抑制剂二氰二胺（Dicyandiamide, DCD）和3,4-二甲基吡唑磷酸盐（DMPP）显著抑制WC残体分解的N₂O排放（降幅77%–91%），而脲酶抑制剂NBPT无效。综上，WC覆盖可减少50%氮肥用量，但需结合硝化抑制剂以控制N₂O排放。

简明语言摘要

田间试验发现，冬季种植白三叶可部分替代氮肥，使狗牙根产量接