不同施氮量对春玉米农田氧化亚氮排放的影响

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1、不同施氮量对春玉米农田氧化亚氮排放的影响逯涛1，王立刚2*，张凤华1，张婧2（1.石河子大学农学院农业资源与环境系，新疆石河子832000；2.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所）摘要：试验采用静态箱-气相色谱法研究不同施氮量对华北旱地春玉米生长季农田土壤N2O排放的影响。设置了减氮（60%N+PK）、常规施肥（NPK）和不施肥（CK）3个处理。结果表明，春玉米整个生育期N2O排放通量变化规律在各处理间基本一致，N2O排放峰值均出现在施肥（或降雨）事件之后，排放通量的变化范围在4.21～253.28μg/（m2·h）。60%N+PK、NPK和CK

2、处理在春玉米整个生育期N2O累计排放量分别为0.69kgN/hm2、1.37kgN/hm2、0.40kgN/hm2，在等量P、K化肥氮素投入的基础上，减少氮素肥料的投入能够显著减少N2O排放。60%N+PK、NPK和CK处理玉米产量分别为11.91t/hm2、12.61t/hm2、3.53t/hm2，NPK和60%N+PK处理玉米产量差异不显著。.jyqk以下。属暖温带大陆性季风气候，季风特点显著，四季分明。年平均气温10.1℃,年平均降水量817mm，年日照时数为2709h，无霜期180d以上。试验地农业种植方式为典型种植模式（春玉米一年一熟制）。

3、本研究试验在土壤肥力与生态环境效应长期定位试验基础上进行（2008年开始），2014年5月对氧化亚氮排放进行监测。1.2试验设计试验共设置减氮施肥（60%N+PK）、常规施肥（NPK）、不施肥（CK）3个处理，每个处理3次重复，随机区组排列，每小区面积48m2，表1为各处理具体施肥方式及施肥量。试验地2015年5月进行旋耕（深度20cm），5月15日播种，氮肥总用量的40%作底肥施入，种肥间隔施入，施肥深度20cm左右；7月4日（玉米大喇叭口期）进行追肥，追施总N肥用量的60%，施肥方式为表施，全年无灌溉；2014年10月收获玉米，试验观测期为201

4、4年5~10月。1.3测定项目N2O通量的测定采用静态箱-气相色谱法。本研究使用的不锈钢采样箱（50cm×50cm×50cm）外覆绝热材料，气温变化最剧烈时能够保证观测过程中箱内温度变化小于2℃。密闭箱分箱体和底座两部分，箱体地面开口，连接带凹槽底座，测量时将底座嵌入土中，然后将箱体置于底座凹槽内，凹槽内用水密封，使箱内空气不与外界空气交换。箱体内有混气风扇，箱体外连接有2根温度传感器和抽气管，一条测箱内气温，一条测土温，然后用注射器每隔一定时间间隔（分别在罩箱后第0min、8min、16min、24min、32min）抽取一定体积气体于气袋中（化工

5、部大连光明化工研究所生产的铝膜气样袋）。准确记录取样时间和取样时箱内温度。同步观测5cm深度土壤温度（JM624）和5cm深度土壤含水量（ML2X型探头），将取得的气体样品用气相色谱（HP7890A）分析N2O浓度。观测时间为白天08：00~11：00时。施肥后连续观测7d，有灌溉、10mm以上日降雨量和时，逐日观测1周，降雨量或灌溉量小于10mm时，逐日观测3d，其他情况下每周观测1次。气体通量计算公式为：F=ρHdc/dt·273/（273+T）·P/P0（1）（1）式中：F为目标气体排放通量（mg/m2·h）；ρ为标准大气状态下的气体密度（g/

6、L）；H为采样箱气室高度（cm）；dc/dt为采样箱内气体浓度的变化速率；p和T分别为采样时箱内气体的实际压力和温度；P0为标准大气压。气体通量（F）为负值时表示土壤从大气吸收该气体，为正值时表示土壤向大气排放该气体。数据采用MicrosoftExcel、SPSS19.0统计分析软件进行分析。2结果与分析2.1春玉米生育期土壤N2O排放特征本研究自2014年5~10月对北方旱作春玉米农田N2O排放量进行了监测，结果表明，各处理N2O通量变化规律基本一致，排放峰主要集中在生长季，并发生在施肥和降水事件之后（图1）。随着6月7日、8日2次较大的降水（29

7、.2mm、16.3mm），以及底肥无机氮素的释放，迅速形成一个较大的N2O排放峰，持续15d左右。7月4日进行追肥，隔天有降雨，在7月6日迅速形成了一个排放峰，该排放峰持续了15d左右。玉米生育期各处理氧化亚氮排放通量变化范围在4.21～253.28μg/（m2·h），在玉米生育后期，伴随着降雨也会出现小而短促的排放峰。2.2春玉米生育期N2O累积排放量、产量、直接排放系数和排放强度从表2可以看出，较对照处理，施用化肥和减氮施肥处理N2O排放量明显增加，分别增加了0.97kgN/kg和0.29kgN/kg。排放强度增大，各处理产量分别为3.53t/h

8、m2、12.61t/hm2、11.91t/hm2。增施氮素肥料虽然能够增加春玉米产量，但在玉米生长期均增加了