2050年农田土壤温室气体排放及碳氮储量变化SPACSYS模型预测

• 作者: 孙楠 张旭博 徐明岗 李忠芳 王树会
• 来源期刊: 植物营养与肥料学报
• 关键词: 施肥 土壤有机碳 土壤全氮 温室气体 SPACSYS模型
• 年，卷（期）: 2018,（6）
• 页码范围: 1550-1565
• 页数: 16页
• 字数: 8621字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11674/zwyf.18216

摘要

[目的]优化华北平原农田土壤的施肥措施,实现维持农田作物产量、提升土壤肥力的同时减少温室气体排放. [方法]基于长期定位试验观测数据,选取氮磷钾化肥(NPK)、有机肥配施化肥(NPKM)和单施有机肥(OM)三个试验处理来评价和验证过程模型(SPACSYS)对不同施肥措施下的作物产量、土壤有机碳(SOC)和土壤全氮(TN)储量及土壤CO2和N2O排放动态变化的模拟效果,并预测至2050年不同施肥情景和肥料配施情景下作物产量、SOC、TN储量及土壤CO2和N2O排放量. [结果]统计分析结果表明,SPACSYS模型的小麦和玉米产量模拟值与实测值的相关系数R2为0.63～0.78,RMSE为3.78％～4.86％,EF为0.59～0.73;土壤有机碳和全氮储量模拟值与实测值的R2为0.73～0.89,RMSE为2.69％～3.79％,EF为0.67～0.82;土壤CO2和N2O排放量模拟值与实测值的R2为0.16～0.80,RMSE为4.03％～9.99％,EF为0.24～0.78,相关性均达到显著水平,表明SPACSYS模型模拟值的可靠性和准确性较高.利用该模型进行预测,结果显示到2050年,在当前施氮水平下,减氮50％会显著降低玉米产量约9％;减氮25％,与单施化肥处理相比,有机肥配施化肥处理和单施有机肥处理分别显著提高SOC年均储量约31％和62％,提高TN年均储量约18％和6％,而CO2和N2O年均排放量均没有显著增加. [结论]SPACSYS模型可以模拟中国华北平原典型农田冬小麦-夏玉米轮作体系的农作物产量、SOC和TN储量以及土壤CO2和N2O的排放情况.但是模型低估了OM处理的全氮储量,下一步研究需对模型做相应改进.至2050年,施用化肥和有机肥均可不同程度地提高有机碳和全氮储量,且该地区可适当降低氮肥施用量(减氮25％),并采用有机肥配施化肥或单施有机肥的方式来维持作物产量、提升土壤肥力,同时降低温室气体排放.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李忠芳	贺州学院食品与生物工程学院	39	389	8.0	19.0