草地早熟禾下施用畜禽有机肥料的温室气体与碳平衡

《Nutrient Cycling in Agroecosystems》：Greenhouse gas and carbon balances under orchardgrass with livestock organic fertilizers

　　

摘要

适当使用畜源有机肥料有望增强土壤固碳能力，减轻温室气体排放，并减少化肥使用。在日本，有报告指出，在具有强碳稳定性的火山灰土中，施用粪肥可减轻环境影响并维持产量。相比之下，有机肥料在非火山灰土草地中的环境效应仍缺乏充分的表征。尽管有机肥料能维持生产力，但在此类土壤中其快速分解可能会加速碳氮矿化，从而增加温室气体排放并影响净生态系统碳平衡。为研究这些响应，在北海道中部的一片管理型非火山灰土草地进行了田间试验。将农家肥、粪液和甲烷发酵消化液与化肥处理区和不施肥处理区进行了比较。使用闭合箱测量温室气体通量，并评估了全球变暖潜势、净生态系统碳平衡、氧化亚氮排放因子和产量。所有有机肥料处理的产量均与化肥处理相似。然而，由于正激发效应，粪液和甲烷发酵消化液施用后初期导致了异养呼吸的短暂增加，尽管其年度累积排放量并未显著改变。此外，仅粪液处理下的累积甲烷排放显著增加，而农家肥施用显著增加了氧化亚氮排放。碳平衡表明，与化肥和不施肥处理区相比，粪液加速了碳损失，而农家肥增强了碳保持。总体而言，农家肥在产量、温室气体排放和碳平衡方面表现出最均衡的效果，尽管氧化亚氮排放增加可能会抵消固碳效益。