长江流域油?稻与麦?稻轮作体系周年养分收支差异

【目的】 评估1990—2017年长江流域不同轮作体系周年养分收支平衡，比较油?稻与麦?稻轮作体系养分收支差异，为提高周年养分利用效率、优化水旱轮作区域养分资源的合理分配提供依据。 【方法】 收集了长江流域四川、重庆、贵州、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、浙江和上海等省 (市)] 513个试验的油?稻与麦?稻轮作体系各季作物施肥量、生物量 (含秸秆和根茬及落叶归还)、养分含量、积累量，分析了油?稻与麦?稻轮作体系周年氮、磷、钾养分收支平衡，比较和评估了两种轮作体系氮的损失量 (包含NH₃挥发、N₂O排放以及氮的径流和淋溶)。 【结果】 油?稻轮作周年平均化肥投入量为N 378.5 kg/hm2、P₂O₅ 169.9 kg/hm2和K₂O 225.7 kg/hm2，麦?稻轮作为N 394.4 kg/hm2、P₂O₅ 172.5 kg/hm2和K₂O 210.8 kg/hm2，两种轮作方式施肥量未表现出明显差异。油?稻轮作还田生物量 (18984 kg/hm2) 高于麦?稻轮作 (18123 kg/hm2)。油?稻轮作周年养分归还量为N 142.5 kg/hm2、P₂O₅ 46.4 kg/hm2和K₂O 441.3 kg/hm2，较麦?稻轮作分别高出9.7%、6.7%和27.4%。落叶是油菜季养分归还量的重要部分，其带入的氮、磷、钾养分分别占到油菜还田养分总量的29.3%、18.5%和16.3%，使得油菜季养分输入量明显高于小麦季；而小麦由于群体生物量大，两种轮作模式水稻季的养分输入以麦?稻轮作优势明显 (钾素除外)。麦?稻轮作周年地上部养分带走量为N 333.9 kg/hm2、P₂O₅ 125.8 kg/hm2和K₂O 379.3 kg/hm2，分别较油?稻轮作高出14.6%、2.1%和?13.4%。油?稻与麦?稻轮作周年氮损失量分别为N 96.7和88.8 kg/hm2，占周年施氮量的22.5%～25.5%。油菜季氮损失量平均N 34.5 kg/hm2，略高于小麦季的N 29.8 kg/hm2。水稻季氮损失量明显高于旱季作物，两种轮作体系相差较小 (N 59.0～62.2 kg/hm2)。不同氮损失途径中，NH₃挥发损失的氮所占比例最大，占各季施氮量的7.2%～18.4%；其次是氮的淋溶和径流损失，约为6.7%～12.7%；N₂O排放所占比例最小 (1.1%～2.1%)。秸秆不还田时，油?稻轮作体系氮素盈余N 37.3 kg/hm2，麦?稻体系持平或略有亏缺 (N ?6.0 kg/hm2)，两种轮作体系P₂O₅盈余53.3～58.4 kg/hm2、K₂O亏缺138.3～145.0 kg/hm2。秸秆还田后，油?稻轮作体系周年养分收支平衡量为N 133.0 kg/hm2、P₂O₅ 93.1 kg/hm2和K₂O 229.0 kg/hm2，分别较麦?稻轮作高出30.9%、3.2%和28.7%。 【结论】 水旱轮作体系在秸秆不还田时，油?稻体系氮盈余，麦?稻体系氮持平或略有亏缺，两个体系磷均有盈余而钾素处于亏缺状态。秸秆还田时，两种轮作体系氮、磷、钾均表现为盈余，说明秸秆还田能够增加养分输入，维持土壤养分的平衡。由于油菜落叶归还大量氮素，油?稻轮作较麦?稻轮作体系氮素盈余量高，因此，油?稻轮作可考虑降低氮肥的施用。