有机肥替代化肥对旱作饲用玉米产量及农田CO2排放的影响

　　

摘要： 全膜双垄沟播玉米是黄土高原半干旱区典型高产模式,探寻有利于作物增产与CO₂减排的有机肥替代化肥比例对饲用玉米生产具有重要意义。本研究基于黄土高原半干旱区有机肥替代化肥饲用玉米定位试验,设置不施氮肥(S₁)、单施化肥(S₂,无机氮200 kg·hm^-2)、25%有机肥替代化肥(S₃,有机氮25%＋无机氮75%)和50%有机肥替代化肥(S₄,有机氮50%＋无机氮50%)4个处理,于2023—2024年测定了饲用玉米干物质积累、土壤呼吸、产量和农田CO₂排放量,分析了碳排放效率和碳平衡状况。结果表明: 有机肥替代化肥较单施化肥增加了饲用玉米灌浆期和成熟期的干物质积累,其中S₃和S₄处理灌浆期平均干物质积累量分别较S₁增加了88.0%和79.1%,较S₂增加了79.1%和6.4%;收获期分别较S₁增加了81.3%和78.7%,较S₂增加了15.3%和13.6%。合理的有机肥替代化肥显著增加了饲用玉米产量,其中S₃处理2023、2024年分别较S₁和S₂增产84.9%、9.9%和140.1%、17.9%,较S₄处理增产18.1%、14.5%。饲用玉米生育期农田呼吸速率及处理间的差异均大于休闲期,有机肥替代化肥较单施化肥提高了土壤呼吸速率,且有机肥替代比例越高土壤呼吸速率越大,其中S₃和S₄处理周年平均呼吸速率较S₁分别增加46.3%和53.9%,较S₂分别增加5.4%和10.9%;总CO₂排放量较S₁分别增加43.9%和51.9%,较S₂分别增加5.7%和11.5%;合理的有机肥替代化肥提高了碳排放效率,其中S₃处理碳排放效率最高,较S₁和S₂提高了42.7%和7.7%,较S₄提高了18.8%。综上,25%有机肥替代化肥有效促进了饲用玉米灌浆期和成熟期的干物质积累,协同提高产量和农田碳排放效率,具有较强的碳汇效应,可作为一种“碳友好型”施肥方式在黄土高原半干旱区全膜双垄沟播饲用玉米生产中应用。