施肥方式对冬小麦—夏玉米轮作土壤N2O排放的影响

摘要

氧化亚氮(N2O)是一种重要的农田温室气体,本研究利用紫色土长期施肥试验平台,采用静态箱/气相色谱法对紫色土旱作农田冬小麦—夏玉米轮作系统的N2O排放进行了定位观测(2012年11月至2013年9月),研究单施氮肥(N)、常规氮磷钾肥(NPK)、猪厩肥(OM)、猪厩肥配施氮磷钾肥(OMNPK)和秸秆还田配施氮磷钾肥(ICRNPK)等施肥方式对紫色土N2O排放特征的影响;不施肥(NF)作为对照计算排放系数,以探寻紫色土地区可操作性强、环境友好的施肥方式.结果表明,所有施肥方式的N2O排放均呈现双峰排放,峰值出现在施肥初期;玉米季N2O排放峰值显著高于小麦季(p＜0.05).在相同的施氮水平(小麦季130 kg hm-2,玉米季150 kg hm-2)下,施肥方式对N2O排放和作物产量均有显著影响(p＜0.05).N、OM、NPK、OMNPK和ICRNPK处理的土壤N2O周年累积排放量分别为1.93、1.96、1.12、1.50和0.79 kg hm-2,排放系数分别为0.62％、0.63％、0.33％、0.47％和0.21％,全年作物产量分别为4.35、11.95、8.39、9.77、10.93 t hm-2.施用猪厩肥显著增加N2O排放量,而秸秆还田在保证作物产量的同时显著降低N2O排放量,可作为紫色土地区环境友好的施肥方式.土壤无机氮(NO3-N和NH+4-N)是N2O排放的主要限制因子.因此,在施氮水平相同时,施肥方式对紫色土活性氮含量的影响导致N2O排放差异显著,是土壤N2O排放差异的根本原因.土壤孔隙充水率也是影响N2O排放的重要环境因子,并且其对N2O排放的影响存在阈值效应.