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基于DNDC模型不同降水年型下氮肥管理对马铃薯田N_2O减排及增产潜力影响研究

张开  王立为  高西宁  贺明慧  
【摘要】:农田N_2O排放和产量的形成与施肥和水分的关系密切。为了探究不同降水年型下马铃薯(Solanumtuberosum)田不同施肥方式处理下土壤N_2O减排增产潜力,进而提出基于减排和稳产增产的优化施肥方式,利用沈阳市1990—2019年共30年降水数据进行降水年型划分,以马铃薯田为研究对象,设置4种施氮梯度,分别为不施氮肥(0 kg·hm~(-2))、低氮(60 kg·hm~(-2))、中氮(120 kg·hm~(-2))、高氮(180 kg·hm~(-2))4种施氮水平,采用静态箱—气相色谱法对土壤N_2O气体排放进行田间原位观测,进而运用DeNitrification-DeComposition(DNDC)模型探究在不同降水年型下马铃薯田增产减排的潜力。结果表明,(1)DNDC模型可以较为准确模拟马铃薯田N_2O排放通量以及产量情况,模型效率指数分别在0.45—0.88和0.85—0.91之间。(2)运用DNDC模型模拟研究不同降水年型下马铃薯田增产减排的最优施肥量,结果发现随施肥量增加马铃薯产量均呈现出先增加后减少的变化趋势,而N_2O排放通量呈现出一直增加的变化趋势。在增产减排的前提下得出干旱年的优化施肥量为45—60 kg·hm~(-2),平水年为75—90 kg·hm~(-2),湿润年为105—120 kg·hm~(-2)。(3)在各年型优化施肥量的前提下,提出了适宜的施肥深度以及施肥比例。在干旱年和平水年,随施肥深度增加产量先增加后减少,N_2O排放通量却一直增加,当施肥深度为10—15 cm、基追比例为50%+50%时,模型模拟达到最优产量;而在湿润年,随施肥深度增加产量和N_2O排放均增加,当施肥深度为20 cm、基追比例为60%+40%时模型模拟达到最优产量。

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