氮肥周年运筹对稻-麦轮作系统产量、氮素利用及温室气体排放的影响

何咨霆, 吴子牛,廖琴, 陈雪芳, 黄兴海, 曹云, 罗贯洲, 陈坤, 汪爱羚, 罗婷, 孙园园, 杨志远, 马均, 孙永健

中国生态农业学报(中英文),1-14[2026-04-25] （IF=7.011）

摘要：为探究氮肥周年运筹对稻-麦轮作系统作物产量和温室气体排放的影响， 以‘蜀麦1963’和‘籼型三系杂交稻川康优6308’为试材， 设周年不施氮（CK）、小麦季120 kg（N）·hm-2和水稻季180 kg（N）·hm-2 (D1)、小麦季150 kg（N）·hm-2和水稻季150 kg（N）·hm-2 (D2)、小麦季180 kg（N）·hm-2和水稻季120 kg（N）·hm-2 (D3) 4种氮肥周年运筹处理， 研究其对稻-麦轮作系统作物产量形成和温室气体排放的影响， 并探讨周年产量形成、氮素利用和温室气体排放的关系。结果表明， 稻-麦轮作系统氮肥周年运筹对小麦和水稻主要生育时期干物质累积量、氮素利用、产量及温室气体排放均存在显著影响。小麦产量以D3处理最高， 与小麦D1和D2处理相比， 有效穗数分别显著提高2.74%和1.86% （P<0.05）， 每穗粒数分别提高6.62% （P<0.05）和2.38%; 水稻产量以D1处理最高， 与D2和D3处理相比， 有效穗数分别提高1.65%和5.12% （P<0.05）， 每穗粒数分别显著提高2.89%和5.00% （P<0.05）; 稻-麦轮作系统周年产量虽以D1处理最高， 但与D2处理间差异不显著， 周年氮肥生理利用率以D2处理最高。稻-麦轮作系统N₂O排放中， 小麦季N₂O排放占62.65%～72.41%; CH₄排放以水稻季CH₄排放为主， 小麦整体呈吸收状态。稻-麦轮作系统周年GWP以D1处理最高， 较D2和D3处理分别显著提高7.31%和15.27% （P<0.05）。主成分分析与相关性分析表明， 在产量、氮肥利用与温室气体排放指标中， 小麦有效穗数与干物质累积量与三者的相关性最强， 水稻对三者的相关性主要体现在每穗粒数与干物质累积量。综合性评价得出: D2处理在维持稻-麦轮作系统周年产量的前提下， 降低温室气体周年排放， 提高周年氮肥生理利用效率， 该结果可为西南稻-麦轮作区周年丰产及高效减排栽培技术实施提供理论和实践依据。