洱海流域有机肥全量替代化肥满足水稻氮素营养并减少土壤气态活性氮排放

【目的】洱海流域是云南重要的水资源和生态屏障,为治理和防止水体富营养化,近年来推广了全面禁用化肥、推广有机肥的措施。研究该流域代表性有机肥资源(绿肥、牛粪、猪粪和鸡粪)全量替代化肥对水稻氮素利用及稻田气态活性氮排放的影响,从减排增效角度探讨粪肥、绿肥全量替代化肥的环境可行性。【方法】于2021—2022年在云南省大理市开展了两年两季水稻田间试验。共设置6个处理:不施肥对照(CK),绿肥(GM)、牛粪(CD)、猪粪(PM)、鸡粪(CM)全量替代化肥和单施等氮量化肥(CF)处理。从施肥后第1天起,按照检测方法要求的频率,采用田间原位密闭室间歇抽气-酸碱滴定法监测稻田氨挥发,同时测定田面水中全氮和可溶性有机氮含量。每次施肥后采用田间原位静态暗箱-气象色谱法监测稻田N_(2)O排放。水稻收获后测产,并分析水稻植株和籽粒氮素吸收量。【结果】综合两年数据来看,CM、GM和PM处理水稻产量、地上部氮素累积量和氮肥回收利用率与CF处理无显著差异,说明绿肥、猪粪和鸡粪全量替代化肥均能保障水稻产量、地上部氮素累积量和氮肥回收利用率。与CF相比,2021和2022年3个有机肥全量替代化肥处理分别降低稻田NH_(3)挥发速率65.15%~85.61%和91.51%~96.25%,减少稻田NH_(3)累积挥发量89.81%~96.04%和97.19%~98.72%,降低NH_(3)挥发损失率89.81%~96.04%和97.15%~98.79%。有机肥全量替代化肥处理稻田N_(2)O累积排放量较CF处理减少了56.21%~72.39%(P<0.05)。【结论】绿肥、猪粪和鸡粪全量替代化肥能在保障水稻产量、地上部氮素累积量和氮肥回收利用率的同时,显著减少稻田NH_(3)挥发和N_(2)O排放,是减排增效的环保型施肥措施。

粪肥替代对稻田土壤氮素、有机质含量及水稻产量的影响

【目的】明确猪粪、牛粪、鸡粪全量替代化肥对稻田土壤氮素、有机质含量及水稻产量的影响。【方法】以等氮全量替代原则,在云南省大理市古生村进行水稻田间试验。试验共设置5个处理,CK1:不施肥处理,CK2:单施化肥处理,T1:猪粪全量替代化肥处理,T2:牛粪全量替代化肥处理,T3:鸡粪全量替代化肥处理。【结果】与CK2相比,T1和T3处理土壤全氮含量分别显著提高4.89%和3.83%;粪肥全量替代处理土壤铵态氮含量较单施化肥处理降低19.36%~29.18%,土壤硝态氮含量呈相反结果,且T3>T2>T1>CK2,表明鸡粪全量替代处理增加土壤氮素淋失风险。3个粪肥全量替代处理较单施化肥处理均能显著提高土壤有机质含量,且随粪肥的碳氮比增大而增大,提高37.52%~85.98%。水稻产量排序为T3(10399.92 kg/hm^(2))>CK2(9690.85 kg/hm^(2))>T1(9512.39 kg/hm^(2))>T2(8241.55 kg/hm^(2))>CK1(7985.96 kg/hm^(2)),T2处理水稻产量较CK2处理显著降低14.96%,T1和T3处理较CK2处理差异不显著。各粪肥全量替代处理水稻产量构成较CK2处理均无显著差异。T1和T3处理水稻植株氮素积累量和氮素吸收利用率较CK2处理均无显著差异。【结论】综合肥料投入成本,猪粪全量替代处理在稳产的前提下提高土壤全氮(TN)、有机质(SOM)含量,既稳产又能改善土壤供肥能力。相较鸡粪全量替代处理,降低氮素的淋溶流失风险,是较优的可全量替代化肥的备选粪肥种类。