研究大气CO2浓度升高对大豆光合指标的影响,有助于了解未来气候变化后大豆光合生理的变化。利用开放式自由大气CO2浓度富集系统(Free Air CO2 Enrichment)在高CO2浓度(550±60μmol/mol左右)和对照大气CO2浓度(平均389±40μmol/mol左右)及2种施氮水平下种植‘中黄35’和‘中黄13’大豆品种,测定了2个大豆品种的叶绿素、类胡萝卜素含量及光合作用的变化。结果表明:CO2浓度升高对大豆功能叶光合色素含量的影响存在品种差异,初花期‘中黄13’光合色素含量变化不显著,但在盛荚期光合色素显著下降,且在低肥处理下更明显,对‘中黄35’没有影响。大气CO2浓度升高后,2个品种大豆净光合速率均明显升高,气孔导度下降。大豆净光合速率提高将促使作物积累更多的有机物,有利于作物生物量和产量的提高。气孔导度下降可能会使作物蒸腾作用减弱,有利于作物水分利用率的提高。
农田土壤已成为大气氧化亚氮（N2O）最大的人为释放源,为了解长期有机肥与无机肥配施对后茬作物土壤N2O排放的影响,本研究基于宁夏河套地区典型冬小麦-油葵复种农田生态系统,利用静态箱-气相色谱法对后茬作物（油葵）种植期内土壤N2O通量特征进行了测定.结果表明：前茬施肥对后茬油葵土壤N2O排放具有显著的刺激效应,N300-OM（210kg N·hm^-2无机肥、90 kg N·hm^-2有机肥）、N240-OM1/2（195 kg N·hm^-2无机肥、45 kg N·hm^-2有机肥）、N300（300 kg N·hm-2无机肥）和N240（240 kg N·hm^-2无机肥）处理下土壤N2O生长季平均通量为（34.16±9.72）、（39.69±10.70）、（27.75±9.57）和（26.31±8.52）μg·m-2·h^-1,分别是对照样地的4.09、4.75、3.32、3.15倍.施肥处理下油葵生长季内N2O总累积排放量高达1242.5-796.7 g·hm^-2,是对照组的4.67-2.99倍;在整个生长季,有机肥与无机肥配施处理N2O排放速率都维持在较高水平,各月累积排放量间无显著差异;而单施化肥处理N2O排放速率逐渐下降,生长季初期为主要排放阶段,7月累积排放量占总排放量的41.3%-41.8%;不同施肥方式下,有机肥与无机肥配施处理N2O总累积排放量显著高于单施化肥,但相同施肥方式下高氮量处理与减氮优化处理（N300-OM与N240-OM1/2,N300与N240）间差异不显著.受干旱影响,土壤水分是控制油葵田土壤N2O排放的主要环境因素.有机肥与无机肥配施处理下N2O排放速率与NH4＋-N含量呈显著正相关,而所有处理下N2O排放速率与土壤NO3--N含量均不相关,表明添加有机肥会持续改善土壤NH4＋-N供给进而增加N2O排放.
过量施肥及盲目灌溉导致宁夏引黄灌区水稻种植中氮素淋失严重,氮肥利用率低下。探索能够在保障水稻产量前提下减少氮素淋失、提高氮素利用率的环保型施肥技术是该区域实现农业可持续发展的现实需求。本研究在前期研究的基础上,就不同施肥技术对灌区水稻生育期内氮素淋失、氮素利用率及水稻产量的影响效果进行比对,旨在为后续工作中技术筛选及推广提供依据。试验共设置4个处理,分别是(1)无肥对照(CK):不施氮肥;(2)常规施肥(FP):施用氮肥300 kg N·hm-2,60%作为基肥,分蘖和孕穗期各追肥20%;(3)侧条施肥(SD):施用水稻专用控释肥120 kg N·hm-2,水稻插秧时将肥料一次性施入;(4)育苗箱全量施肥(NB):施用水稻专用控释肥,用量为120 kg N·hm-2,育秧时一次性全量施入育秧盘。结果表明,采用SD和NB在氮素用量较FP降低60%的情况下,水稻产量都不会下降。SD可以显著降低稻田氮素淋溶损失,FP水稻生育期内可溶性总氮(TN)、硝态氮(NO3--N)和铵态氮(NH4+-N)淋失量分别为39.89、26.22 kg·hm-2和5.49 kg·hm-2,SD和FP相比,TN、NO3--N和NH4+-N的淋失量分别减少18.97、11.18 kg·hm-2和2.27 kg·hm-2;同时SD可以显著提高宁夏灌区水稻氮素利用率,较FP提高21.4%。NB和FP相比,TN、NO3--N和NH4+-N淋失量分别减少14.36、10.14 kg·hm-2和1.84 kg·hm-2,氮素利用率亦提高15.7%,但是TN、NO3--N和NH4+-N淋失量较SD处理分别增加4.61、1.04 kg·hm-2和0.43 kg·hm-2,同时氮素利用率亦减少5.7%。综合考虑水稻产量和环境效益,SD更适合在宁夏灌区水稻种植中推广应用。
