华北农学报

作者：郑孟静, 张经廷, 崔永增, 姚海坡, 贾秀领, 李岩

单位：河北省农林科学院 粮油作物研究所,河北省作物栽培生理与绿色生产重点实验室,河北 石家庄 050000

关键词：粮薯轮作,粮豆轮作,碳足迹,

基金：河北省重点研发计划项目(20326411D); 河北省农林科学院科技创新专项(2022KJCXZX-LYS-8)

针对华北平原冬小麦-夏玉米1年2熟长期复种连作导致的低效益、高碳排问题,以及面临保障口粮安全的艰巨任务,基于冬小麦-夏玉米轮作模式,加入甘薯和大豆形成粮薯、粮豆2年轮作模式,以期构建适宜该区域的稳粮、高效、生态种植制度。试验于2019年10月-2021年10月在河北省农林科学院宁晋基地进行,以冬小麦-夏玉米→冬小麦-夏玉米(麦玉模式)为对照,设置冬小麦-夏玉米→冬闲-春甘薯(粮薯模式)和冬小麦-夏玉米→冬小麦-夏大豆(粮豆模式)2种轮作模式,同时进行年际内重复,即冬闲-春甘薯→冬小麦-夏玉米和冬小麦-夏大豆→冬小麦-夏玉米。分析各轮作模式周年当量产量、碳排放和碳足迹差异。结果表明:与麦玉模式相比,粮薯模式的周年当量产量平均增加了29.10%,而粮豆模式的周年当量产量平均降低了6.03%。粮薯和粮豆模式显著降低了由农资生产、运输等过程导致的间接排放,主要降低了由化学氮肥和灌溉耗电导致的碳排放,比对照模式分别降低了40.5%和14.9%。与对照模式相比,粮薯和粮豆模式由氮肥施用导致的N2O直接排放量分别降低50.0%和32.4%,氨挥发间接排放量分别降低50.0%和29.6%,氮淋洗间接排放分别降低50.0%和26.4%。麦玉模式、粮薯和粮豆模式的周年总碳排放分别为13 361.4,7 468.2,10 315.0 kg/hm2。粮薯和粮豆模式的周年总碳排放比对照模式分别降低了44.1%和22.8%。与对照模式相比,粮薯和粮豆模式的单位面积碳足迹分别降低了44.1%和22.8%,单位生物量碳足迹分别降低了29.7%和9.4%。综上,将甘薯和大豆加入基于麦玉模式的轮作系统中可降低系统周年碳足迹。因此,从农田系统减排角度,粮薯和粮豆轮作模式可作为华北地区部分替代传统麦玉轮作的理论推荐模式。

来源：2022年第S1期

《华北农学报》期刊编辑部

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