化肥投入对河北省玉米体系活性氮排放与碳足迹影响

本研究以河北省玉米生产体系为对象,采用生命周期评价法对玉米体系2004—2018年产生的碳氮排放进行计算,以期为玉米生产中施用化肥对环境造成的影响进行定量化评估。结果表明：河北省玉米各类化肥投入中,早期以施用氮肥为主,后期以施用复混肥较多,与2004年相比,2018年氮肥用量下降60.2%,而复混肥用量增加274%;河北省玉米生产体系历年化肥投入造成总活性氮排放分别为NH₃挥发43.8 kg/hm²,NO^-₃淋洗24.1 kg/hm²,N₂O排放1.35 kg/hm²;河北省近15年来玉米单产增加42.5%,化肥总投入量增加17.2%,氮碳足迹分别下降31.2%、61.5%;总体呈现出环境代价逐步减小,但化肥投入偏高、氮肥效率提升缓慢的趋势。因此,为维持玉米现有产量和品质的同时,进一步降低化肥投入产生的活性氮排放与碳足迹,建议开发出同步玉米生长发育的专用型复混肥。     

添加不同颗粒沸石粉对沙壤玉米NPK吸收和水分、养分淋溶的影响

将不同颗粒组成的沸石粉添加到砂壤土耕层,研究其对玉米生长、NPK养分吸收、水分和养分淋洗的影响,以科学有效利用沸石资源改良土壤和对环境保护提供理论依据。土柱试验采用长100cm、直径10cm的PVC管进行,设8个处理,分别为:CK0(不施肥+0g沸石粉体)、CK(施肥+0g粉体)、A(施肥+8g粉体a)、B(施肥+添加8g粉体b)、C(施肥+8g粉体c)、D(施肥+8g粉体d)、E(施肥+8g粉体e)、F(施肥+添加8g粉体f)。结果表明,与单施肥CK处理相比,所有施肥添加粉体处理均可提高玉米生物量,其中粘粒级颗粒含量最高的2个处理E、F分别提高了71.36%和63.69%,达到显著水平。与CK相比,处理E显著减少淋溶水14.94%。添加粉体处理均可促进N、K的吸收,处理F对N的吸收量为74.52%,达到显著水平,处理E、F对K的吸收量分别达63.39%和63.62%,达到显著水平。与对照CK相比,添加粉体处理对NH4+-N、NO3--N、P和K淋洗量没有显著减少,但与最粗沸石颗粒组成的处理A相比,处理C、D、E的NH4+-N淋洗量分别显著降低了49.21%,71.42%和60.32%,处理D、E、F的NO3--N淋洗量分别显著降低84.91%,94.34%和83.02%,处理C、D的P淋洗量分别显著降低36.84%和42.11%,处理E、F的K淋洗量分别显著降低37.81%和34.25%。由此可知,在沙壤中添加粘粒级颗粒含量较高的粉体有利于促进植株生长和对N、K的吸收,减少水分、养分淋洗对环境的污染。     

基于养分平衡的顺义区蔬菜产业有机肥替代化肥潜力估算

2018年8月~2019年6月,调研了顺义区31个典型设施蔬菜生产经营主体的生产及施肥现状及该区畜禽养殖粪源年产出情况,并借助估算模型,分析了该区蔬菜产业有机肥替代化肥的潜力。结果表明,该区设施蔬菜以果菜、叶菜和瓜菜为主,排名前10位的蔬菜按照种植面积由大至小排序依次为:番茄、西瓜、生菜、白菜、茄子、辣椒、芹菜、甘蓝、莴苣和菠菜,10种蔬菜的种植总面积占全区各类蔬菜种植总面积的比例高达84%。茄果类主要与叶菜、瓜菜、快菜和玉米换茬,西瓜主要与叶菜、茄果换茬,叶菜主要与茄果、根菜、瓜菜、葱蒜换茬,也存在茄果及叶菜内部不同类型间的换茬。茄果、西瓜和叶菜都存在连茬种植问题。茄果、西瓜和叶菜种植一茬平均时长分别约120、100和60 d。设施蔬菜化肥和有机肥投入量均值分别约850 kg/hm²和28 t/hm²。结合文献调研结果认为,配施半量化肥基础上的有机肥投入量,西甜瓜应适度上调,果菜应避免过高或过低,叶菜可考虑减半。基于蔬菜种植和施肥数据,计算的化肥源氮、磷、钾纯养分的年投入量分别为2107、1870和2344 t,有机肥源氮、磷、钾养分的年投入量分别为979、522和1246 t,有机无机肥源氮、磷、钾纯养分的年投入总量分别为3086、2392和3590 t。根据2018年全区畜禽存栏数据及日产粪尿量估值,计算得到的畜禽粪尿年产出量呈猪场>牛场>羊场>鸡场>鸭场的趋势,以猪场最多,牛场次之。猪粪尿、牛粪尿可替代化肥总量分别占畜禽粪尿可替代总潜力的63.4%和27.3%。考虑到羊粪尿和鸡鸭粪尿年产出量低及收集难度大的问题,笔者以猪牛粪尿估算了该区蔬菜产业有机肥替代化肥的潜力。计算表明,猪牛粪尿可替代氮、磷、钾纯养分的量分别为4477、2371和5883 t,可替代区蔬菜产业有机无机肥源氮磷钾纯养分年投入总量的比例分别达145%、99.1%和164%。动物粪尿养分资源转化为有机肥替代传统化肥应用于蔬菜生产,在该区具有较好的种养结合前景。     

减氮条件下配施控释尿素对冬小麦-夏玉米氮素利用及产量的影响

针对华北地区冬小麦-夏玉米轮作区氮肥用量大、损失严重而控释尿素成本高、推广难的问题，基于3 a 6季冬小麦-夏玉米轮作田间定位试验，探究不同减氮条件下普通尿素配施控释尿素对氮素利用的影响，以期在前期明确控释尿素与普通尿素适宜配比的基础上进一步优化施氮量，进而为华北冬小麦-夏玉米轮作区化学氮肥减量增效和控释尿素的推广应用提供技术参考。试验设置6个处理：不施氮(CK)、农民习惯施氮(FH,冬小麦季施氮270 kg/hm²,夏玉米季施氮240 kg/hm²,基追比为1∶1)和不同减氮条件下配施控释尿素的处理(N1、N2、N3和N4:冬小麦季分别施氮243,216,189,162 kg/hm²,其中控释氮占40%;夏玉米季分别施氮216,192,168,144 kg/hm²,其中控释氮占30%;均一次性基施)。结果表明：与FH处理相比，仅N1处理可实现冬小麦和夏玉米的连年增产增收，可使冬小麦在2017—2018年，2019—2020年分别显著增产4.0%,5.4%,即使在2018—2019年其他减氮处理均减...