谢丽华，李玲玲，谢军红，王进斌，周永杰，陈 倩，Setorkwami Fudjoe

    (干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃农业大学农学院，甘肃兰州 730070)

    黄土高原陇中旱农区水热资源不足，自然条件不能满足玉米生长需求，全膜双垄沟播技术的应用突破了该区玉米种植的水热限制，玉米单产可达10000 kg/hm2以上[1–2]。高产输出需及时足量地补充土壤养分以维持土地持续高产[3]，为追求玉米高产，氮肥过量施用造成的土壤质量退化问题日趋严峻[4–6]。相关研究表明，农田施用有机肥在平衡地力、保持产量的同时能增加土壤有机质、培肥地力[7–8]。但也有研究发现，玉米农田连年单施有机肥会造成减产[9]。那么，如何以科学比例用有机肥替代化肥，既满足玉米养分需求，又能避免大量使用化肥带来的负面问题？这是陇中旱农区玉米高产迫切需要解决的问题。

    土壤碳排放对全球大气CO2浓度变化具有重要作用，农田生态系统能在较短时间内实现对碳库的调节[10]。研究发现，长期施肥会改变农田土壤理化性质 (如土壤温度、水分、pH、全氮、有机碳等)，从而影响农田土壤呼吸[11]，有机肥提供土壤呼吸底物，增加农田碳排放量[8]。除上述非生物因子外，前人研究也表明生物因子 (如植被类型)同样影响农田土壤呼吸[12]。Frank[13]研究发现，叶面积指数、地上生物量与土壤呼吸通量峰值相吻合，有显著正相关关系；Bahn等[14]也认为，土壤呼吸与叶面积指数间有指数正相关性。关于有机肥化肥配施下作物生长、土壤性状及农田碳排放特征已有研究，但在陇中旱农区，有机肥替代化肥比例对土壤碳排放及碳平衡影响鲜有报道，土壤碳排放响应是否和不同有机肥替代化肥比例下玉米生长发育、土壤理化等特征相关等问题亟待田间试验研究。

    因此，为了确保陇中旱农区玉米绿色持续高产，亟需研究有利于提高土壤肥力，又能增强农田碳汇效应的有机肥替代无机肥方案。为此，本研究拟依托甘肃农业大学旱作农业综合实验站于2016年建立的定位试验，研究商品有机肥替代化肥氮不同比例下玉米生长动态与土壤碳排放的变化，以期探寻合理的有机肥替代无机肥方案并探讨其作用机制，为旱作全膜双垄沟播玉米农田高产低碳减肥技术提供理论支撑。

    1 材料与方法

    1.1 试验区概况

    本试验于2019―2020 年在甘肃省定西市甘肃农业大学旱作农业综合实验站进行，该地属中温带半干旱偏旱区，太阳辐射量为 592.9 kJ/cm2，多年平均日照时数 2476.6 h；年均气温 6.4℃，0℃ 以上的有效积温为 2933.5℃ ......