施肥对农田温室气体排放的影响

气温 、土壤 Ｅ ｈ和土壤湿度是 影响稻 田 Ｃ Ｈ 排放的主要 因素 ， 研究表 明， 施用化肥 可改变 Ｃ Ｈ 氧化菌的活性 ， 抑制
土壤对 Ｃ Ｈ 的吸收 ， 不同施肥量处 理下抑制作用不同 。施用 有机物也是影响农 田甲烷排 放的一个重要 因素 ， 长期施用有
机 肥 会 促 进 甲烷 排 放 。有 机 物 的 加 入 ， 一 方 面 为 甲烷 的形 成 提 供 了源 物 质 ， 另 一 方 面 为 作 物 生 长提 供 了充 足 的 养 分 ， 作 物 生 物 量 增 加且 根 系 活 动 增 强 ， 有 利 于 甲烷 的形 成和 排 放 。
上海农业科技
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施肥对农 田温室气体排放的影响
汤勇 华 张栋 梁 （ 上 海市农 业科技 服 务 中心 ２ ０ ０ ３ ３ ５ ） （ 上 海鲜 花港 企 业发 展有 限公 司 ２ ０ １ ３ ０ ３ ）
摘 要 ：为 减少 农 田温 室气 体排 放量 ，从施 肥角 度 出发 ，对 不同肥 料类 型 ，施 肥方 式 和施肥 量 对 农田二 氧化 碳 、 甲烷 、氧 化亚 氮排 放 的 影 响进 行 了研 究 ，以供 参考 。
１ ｔ Ｎ肥过程 中估 计排放 Ｃ Ｏ ３ ～４ ｔ ，则全国化肥工业每年
排放的温室气体量超 过 １ 亿ｔ 。
２ 施肥对农田 Ｏ Ｈ ４ 排 放 的 影 响
确定农业温室气体 的排放量并探寻 减排方法 已成为各 国的当
务 之 急 。 施 肥 是 提 高 作 物 产 量 的 重要 途 径 之 一 ， 随着 农村 经
关 键 词 ： 施 肥 ； 农 田 ； 温 室 气 体 ； 排 放 ； 影 响
气候 变 暧 是 当今 全 球 性 的环 境 问 题 ， 其 主 要 原 因 是 由于 大气中温室气体【 主要 包 括 二 氧 化 碳 （ Ｃ Ｏ ） 、甲烷 （ Ｃ Ｈ ） 和 氧 化 亚氮 （ Ｎ！ Ｏ） ］ 浓度 的 不 断 增 加 。 农 业 是 温 室 气 体 的重 要 来源之一 ， 土壤 中 的 有机 物 质 经 微 生 物 分 解 ， 以Ｃ Ｏ 的 形 式 释 放 人 大 气 ，Ｃ Ｈ 可在 长期 淹 水 的农 田 中 经 发 酵 作 用 产 生 ， 全球 ５ ０ ％ 以上 的 Ｎ２ ０来 自 土壤 的 硝 化 和 反 硝 化 过 程 ，因此 ，
土壤 呼吸是指土壤 释放 ｃ ０２ 并吸收 Ｏ！ 的过程 ，是土壤
与大气进行气体交换 的动态过程 ，土壤呼吸主要 由有机 碳、
残茬的分解 以及根 系的呼吸组成。进入土壤 的有机物需要经
过微生物的分解和再合成过程 才能成 为土壤 有机质 ， 所以进 入土壤的有机物越多 ， 形成 的有机 质也越多 ， 土壤 呼吸作用
施肥较施肥处理降低了土壤呼吸速率 。 另有研 究表 明 ， 土壤 Ｃ Ｏ ２ 的排 放通 量及 排放 总量 随氮
肥 施用 量 的增 加而 迅速 增 长 ，氮 肥施 用 后 降低 了土壤 中 Ｃ ／ Ｎ 比，从而增 加 了土壤 有机 质 中碳 的分解 和释 放 ，在 土壤 有机质 含量 充足 的前提 下 ， 施肥量 对农 田 Ｃ Ｏ 排放 的
配施有机肥较 单施化肥提高 了土壤 呼吸释放 Ｃ Ｏ ！ 的速率 ， 不
施有机肥 ， 不仅 显著提高 了土壤 微生物的碳氮量 ， 而且提高 了土壤微生物 的分子多样性 ；短期 （ １ ～３ ａ ） 作物秸秆还 田
试验表明 ， 秸秆还 田处理的Ｃ Ｈ 释放量是不还 田处理的２ ． ４ ～
济的发展 ， 化肥施用量逐 年增 加 ， 也 由此 引发了一系列环境
问题 ， 其对 大 气 环 境 的 影 响 也 日趋 严 重 。笔 者 从 施 肥 角度 出
发， 探 索了施肥对温室气体排放 的影响 ， 以期通过选择 正确 的施肥措 施达 到减少农 田温室气体排 放量的 目的。
１ 施肥对 农田０ ０ ２ 排 放 的影 响
促进 作用是线性增 加的 。王玉英等研 究表 明 ， 当施 肥 量 （ Ｎ）
就 越 强 。 长 期 施 用 有 机 肥 可 促 使 土壤 有机 质 持 续 增 长 ， 有 效
增加农 田土壤 的碳库 ，同时增加 Ｃ Ｏ 产生 的源 物质 ， 从而促
进 土 壤 、作物 系统 呼 吸 释 放 Ｃ Ｏ！ 。Ｃ ｈ ｅ ｎ等 的 长 期 肥 料 试 验 研究表明 ， 稻 田 连 续 多 年 施 用 畜 禽粪 便 能 增 加 土壤 有 机 碳 含 量 ，但 也 可 使 Ｃ Ｏ ！ 释放增加 １ ０ ． ０ ～２ １ ． ５ Βιβλιοθήκη Baiduｔ ／ （ ｈ ｍ！ ・ ａ ） ；化 肥
为５ ７ ． ２×１ ０ ｋ Ｊ ， 生 产 不 同 肥 料 的 能耗 差 异 显 著 。 而 且 ， 在 氮肥生产后 ， 装袋 、 运 输 等 过 程 也 要 消耗 大量 的 能量 ， 在这 个过程中 １ ｔ 氮 养 分 所 消 耗 的 能量 为 ８ ． ６× ｌ ０ ｋ Ｊ 。 如 生 产
长期施肥 ， 甲烷 氧化 菌的基 因多样性 发生显著变化 ， 表现为 有机无机肥料配施较单施化肥 处理 ， 提 高了稻田土壤 甲烷氧
化 菌 的 多 样 性 和 丰富 度 ， 显著 降低 了 稻 田 甲烷释 放 潜 能 。对
同一试验 田的研 究表 明， 与 长期 单施化肥相 比， 长期化肥配
甲烷是极端厌氧环境 条件下 的产物 ， 在淹水环境 中， 土 壤处于厌氧状态 ， 土壤 中的有机物 质被 产 甲烷菌 作用转化成 甲烷 。稻 田由于 其较为特殊 的水分管理模式 ， Ｃ Ｈ 产生 的温 室效应 占到稻 田全年整体 温室 效应的７ ５ ％ 以上 ， 是大气甲烷 的重要排放源之一 。据Ｉ Ｐ Ｃ Ｃ第４ 次评估报告报道 ， 稻 田Ｃ Ｈ 的年排放量为 ３ １ ～１ １ ２ Ｔ ｇ，占全球总排放 的 ５ ％～１ ９ ％。