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为解决长期高强度种植导致的糯玉米土壤质量下降、环境成本增加问题,研究人员开展了有机肥(OF)替代不同比例化肥(CF)氮的研究。结果显示,OF 替代 20% CF 可增产、改善土壤质量并减少 N2O 排放,对指导农业生产意义重大。
糯玉米因高营养价值深受消费者喜爱。然而,农民长期为追求高产进行密集种植,致使土壤质量下滑,环境成本上升。优化有机和无机肥料的联合施用(CAOIF)虽能提升土壤肥力和作物产量,但该模式能否在维持产量的同时,改善土壤质量并减少氧化亚氮(N
2O)排放仍有待研究。
本实验采用完全随机区组设计,设置了 5 种有机肥(OF)替代不同比例化肥(CF)的处理,分别为 0%(NPK)、10%(OF1)、20%(OF2)、30%(OF3)和 40%(OF4)。
研究结果表明,随着有机肥替代比例的增加,土壤 N2O 排放量和 N2O 全球增温潜势(GWP)降低。与 NPK 处理相比,OF2、OF3 和 OF4 处理的 N2O 排放量分别减少了 7.9%、13.6% 和 17.1%,这主要归因于有机肥对无机氮的生物固定替代了化肥。此外,与 NPK 处理相比,OF1、OF2、OF3 和 OF4 处理显著改善了土壤性质(土壤有机碳 SOM、全磷 TP、容重 BD、碳氮比 C:N、微生物生物量碳 MBC 和微生物生物量氮 MBN),土壤质量指数(SQI)分别提高了 12.3%、30.0%、19.7% 和 16.2%。OF2 处理的糯玉米鲜穗产量(EY)和鲜粒产量(GY)相较于 NPK 处理分别提高了 6.1% 和 6.7%。结构方程模型(SEM)显示,土壤质量对作物产量有显著正向影响。
综上所述,用有机肥替代 40% 的化肥可最大程度减少 N2O 排放,但此时产量和土壤质量显著低于替代 20% 化肥的情况。因此,建议用有机肥替代 20% 的化肥作为糯玉米生产的氮管理策略,这既能提高土壤肥力、增加产量,又能减少 N2O 排放。本研究有助于指导有机无机肥料联合施用在农业生产中的科学应用,为实现作物减肥增产、推动环保农业发展提供了宝贵见解。