北京设施菜地N2O和NO排放特征及滴灌优化施肥的减排效果

摘要

[目的]量化设施菜地N2O、NO排放特征,分析其影响因素,以期为科学评估农田生态系统N2O、NO排放提供关键参数.[方法]以黄瓜品种‘金胚98’为供试材料,在北京房山区窦店乡的温室大棚内进行了田间试验,供试土壤类型为石灰性褐土,质地为壤土.试验共设4个处理:漫灌,不施氮肥(CK);漫灌,农民习惯施肥(FP);滴灌,农民习惯施肥(FPD);滴灌,优化施氮(OPTD).常规氮肥施用量为N 1200 kg/hm2,优化后氮肥施用量为N 920 kg/hm2.70％的化肥氮和钾肥,分6次随灌溉追施.采用自动静态箱-氮氧化物分析仪法,对黄瓜生长季的N2O、NO排放量进行了田间原位观测,同时监测了5 cm深土壤温度、0-15 cm土层土壤孔隙水分含量,分析了N2O、NO季节排放与土壤温度和湿度的相关性,比较了不同处理措施的减排效果.[结果]施肥和灌溉后1～2天,N2O会出现明显的排放高峰,NO排放峰出现在施肥和灌溉后2～4天,对照无明显N2O、NO排放峰值.CK、FP、FPD和OPTD处理N2O季节排放量分别为N 7.32、28.69、18.62、12.16kg/hm2;NO季节排放量分别N0.32、0.86、0.77和0.70 kg/hm2;NO排放量分别占(N2O+NO)总量的4.2％、2.9％、4.0％、5.4％.相同氮肥施用量条件下,滴灌施肥处理(FPD)相比漫灌施肥(FP),不仅能保持作物产量,而且能减少N2O、NO排放总量34.4％、9.0％;滴灌施肥条件下,减少40％氮肥投入(OPTD)比FPD分别减少N2O和NO排放34.7％和9.1％.FP、FPD和OPTD处理的N2O排放系数依次为1.78％、0.94％、0.53％,NO排放系数依次为0.08％、0.06％和0.09％.[结论]京郊设施菜地夏季N2O排放强,NO排放弱.在不改变施肥量前提下,采用滴灌施肥可在保持作物产量的同时,显著减少N2O和NO排放.采用滴灌的同时,优化肥料施用量可以进一步减少N2O、NO排放.