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我国麦田有机肥替代化学氮肥的产量及经济环境效应

文献类型： 中文期刊

作者： 李永华 1 ; 武雪萍 2 ; 何刚 1 ; 王朝辉 1 ;

作者机构： 1.西北农林科技大学资源环境学院/农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室

2.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所

关键词： 有机肥替代比例;土壤性质;气候条件;N2O排放;NH3挥发;硝酸盐淋溶;产量;经济效益

期刊名称： 中国农业科学

ISSN：

年卷期： 2020 年 023 期

页码：

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： [目的]有机肥替代是在维持作物产量的同时减少化学氮肥用量的关键措施之一.然而,有机肥替代化学氮肥的小麦产量效应、环境代价和经济效益的复杂联系尚不清楚.本研究通过系统分析,量化了有机肥替代的农学、环境和经济效应,旨在为有机肥替代技术在我国小麦生产中的应用提供参考.[方法]本研究利用文献调研方法,对2019年12月前经同行评议发表的涉及有机肥替代化学氮肥在小麦生产上应用的文献通过Meta分析,从农学、环境和经济角度评估有机肥替代的综合效益.[结果]有机肥替代处理在化学氮肥用量平均减少43%的条件下,未降低小麦产量.有机肥替代比例对小麦产量有巨大影响.在替代化肥比例<15%和15%-30%时,有机肥替代处理分别增产8%和5%,而在替代化肥比例>30%时,未显著增产.小麦生产的净经济效益受替代比例和替代有机肥类型影响.当有机肥替代比例<30%时,净经济效益无显著性差异;而当替代比例>45%时,牛粪和商品有机肥作为替代有机肥时,净经济效益减少18%和68%.有机肥替代使小麦生长季的NH3挥发减少24%、小麦收获期的土壤硝酸盐残留量减少16%,但使小麦生长季的N2O排放量增加了32%.进一步分析可知,土壤性质、有机肥类型、气候条件、试验持续年限、产量和施肥水平均可调控有机肥替代的小麦产量效应.与单施化肥相比,有机肥替代处理在SOM>15 g·kg-1时显著增产4%,而在SOM≤15 g·kg-1时无增产效应,在土壤p H<7时增产8%、而在土壤pH>7时无增产效应.当鸡粪、猪粪和商品有机肥作为替代有机肥时,有机肥替代处理分别增产6%、6%和4%,而牛粪作为替代有机肥时无增产效应.有机肥替代处理在年降雨量>600 mm区域显著增产4%,而在≤600 mm区域无增产效应.在年平均气温>15℃区域增产5%,而在年平均气温<15℃区域无增产效应.有机肥持续应用>10年增产6%,而在<10年无增产效应;在高施氮量条件下有机肥替代使小麦产量显著增加4%,而在中、低施氮量条件下无增产效应.在低产水平下有机肥替代使小麦产量显著增加9%,而在中、高产下有机肥替代无增产效应.[结论]有机肥替代处理在化学氮肥用量平均减少43%的条件下,未降低小麦产量,在维持小麦产量的同时有大幅减少化学氮肥用量和氮损失的潜力,但未增加净经济效益.应用合理的化学氮肥替代量、有机肥类型在降水充足和高温区域更易发挥有机肥替代的增产效应.

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