冬小麥土壤N2O排放以及麥季施氮對玉米季后效的研究.pdf

1、本試驗于2012年10月至2014年10月兩個冬小麥-夏玉米生長季進行，試驗地位于山東省泰安市山東農業(yè)大學試驗農場。試驗以冬小麥品種濟麥22和夏玉米品種鄭單958為供試品種，在冬小麥生長季設置N0、N0+120、N60+120、N120+120、N180+120以及N120+0、N120+60和N120+180共8個施氮處理，用以研究小麥季不同氮肥處理N2O排放規(guī)律及影響因素。玉米季在小麥季 N0、N120+0、N120+60、N120

2、+120和N120+180所在小區(qū)統(tǒng)一施氮，以N1、N2、N3、N4和N5表示，用以研究小麥季施肥對玉米季的后效作用。研究結果如下：
　　1、施氮處理對N2O排放通量的影響
　　施用基肥后第2天N2O排放通量即出現(xiàn)峰值，施肥處理均高于對照，且隨著施氮量增加，N2O排放通量峰值也隨之升高。說明施肥可以顯著促進土壤 N2O的排放。隨著施肥時間的推移，N2O排放通量迅速下降并逐漸趨于平緩。拔節(jié)期追肥后N2O排放通量逐漸升高，于施肥

3、后第6天出現(xiàn)排放峰值。施氮處理N2O排放通量均高于對照，在追施氮量一致的情況下，N2O排放通量因為基施氮的不同而存在差異，且隨基施氮量的增加而升高。與基施氮肥后出現(xiàn)的N2O排放通量峰值相比，追肥后產生的排放峰值低于相應的基肥處理。此后，N2O排放通量逐漸下降，但在開花以后有一定的回升。N0和N120+0的N2O排放通量在整個觀測期間僅出現(xiàn)輕微波動，低于其它施氮處理。由此可見，施氮為N2O排放的重要驅動因子之一。
　　2、土壤無機氮

4、含量與土壤N2O排放通量的關系
　　施用基肥尿素后，0-20 cm土壤表層硝態(tài)氮含量逐漸升高，并且硝態(tài)氮含量隨著施氮量的增加而升高。土壤表層硝態(tài)氮含量約于施肥后一周達到最大值，之后開始下降。與硝態(tài)氮含量的變化不同，土壤表層銨態(tài)氮含量于施肥后2至3天內即達到最大值。施肥后銨態(tài)氮含量隨著施氮量的增加而升高，之后各處理銨態(tài)氮含量迅速下降。土壤表層銨態(tài)氮含量與土壤N2O的排放通量存在極顯著正相關關系，而硝態(tài)氮含量與N2O的排放通量間無顯著

5、的相關性。說明在冬小麥秋冬季土壤 N2O排放的來源以銨態(tài)氮的硝化作用為主。
　　除N0和N120+0以外，其他處理施用尿素后，0-20 cm土壤表層硝態(tài)氮含量逐漸升高，并且硝態(tài)氮含量隨著追施氮量的增加而升高。追肥一致的情況下，土壤硝態(tài)氮含量隨著基施氮肥量的增加而升高?？偸┑恳恢聲r，基施氮量比例高的處理表層土壤硝態(tài)氮含量開始高于相應處理，后期則相反，基施氮量比例高的處理硝態(tài)氮含量低于相應處理。與基施氮肥后表層土壤硝態(tài)氮含量的變化比

6、較，各追肥處理硝態(tài)氮含量增加緩慢。除N0和N120+0以外，其它處理施用尿素后土壤表層銨態(tài)氮含量迅速升高，并且銨態(tài)氮含量隨著追施氮量的增加而升高。追肥一致的情況下，土壤銨態(tài)氮含量隨著基施氮肥量的增加而升高。與基施氮肥的銨態(tài)氮含量變化相比，各處理銨態(tài)氮在施肥后7天左右達到最大值，且之后緩慢下降。土壤表層硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量與土壤 N2O的排放通量均存在極顯著正相關關系。說明土壤 N2O的排放通量隨著土壤表層硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量的增加而呈升高趨

7、勢。
　　3、農田N2O排放總量與施氮量
　　氮肥基施后，N2O排放總量先迅速增加，而之后增加緩慢。各施肥處理N2O排放總量均高于對照，且隨著施氮量增加，N2O排放總量也隨之升高。氮肥追施后，N2O排放總量增加速度相對一致。各施肥處理N2O排放總量均高于對照，且隨著施氮量增加，N2O排放總量也隨之升高；總施氮量一致的情況下，N2O排放總量處于同一水平。冬小麥生長季施氮總量與 N2O排放總量呈極顯著正相關，N2O排放總量隨著施

8、氮量的增加而升高。
　　4、氮肥處理對產量的影響
　　小麥生長季，穗數(shù)在年際間無顯著差異。盡管施氮量由N120+0增至N120+180各處理穗粒數(shù)之間無顯著差異，但是單位面積子粒數(shù)隨著施氮量增加而升高。2013-2014年各處理千粒重平均41.70 g，比2012-2013年提高5％（39.84 g）。與N0和N120+0相比，兩年間N120+60的平均產量分別提高21%和6%。而N120+180比N120+60平均增產11

9、%。當施氮量由N0增至N120+120時，兩年平均干物質積累量增加21%；N120+180的干物質積累量最高。2013-2014年N120+120和N120+180的干物質積累量差異顯著，而2012-2013年無顯著差異。與2012-2013年（0.47）相比，2013-2014年收獲指數(shù)提高6%（0.50）。收獲指數(shù)的提高主要歸因于千粒重的增加。當施氮量由N120+0增至N120+180時，各處理收獲指數(shù)之間并無顯著變化。
　　

10、在玉米生長季，施氮處理由N1增加至N5時，平均穗數(shù)由6.44 ears m?2增加至6.91 ears m?2。當施氮量由N1增加至N4時，穗粒數(shù)提高10%；而當施氮量由N4增加至N5時，穗粒數(shù)也增加10%。兩年間，當施氮量由N1增加至N5時，千粒重由303.0 g增加至337.8 g，N5的千粒重最高。當施氮量由N1增加至N3時，兩年平均產量提高15%；當施氮量由N3增加至N5時，平均產量提高25%，N5處理的產量最高。2014年當施

11、氮量由N1增加至N5時，各處理產量間均存在顯著差異。當施氮量由N1增加至N5時，平均干物質積累量由16.3 t ha?1增加至21.4 t ha?1。而由N3增加至N5時，平均干物質積累量提高21%。當施氮量由N3增加至N5時，各處理收獲指數(shù)之間無顯著差異。而N5的干物質和收獲指數(shù)無顯著變化，因而兩年間N5處理的產量保持穩(wěn)定。
　　5、氮肥處理對氮素吸收利用的影響
　　當小麥季施氮量由N120+0增加至N120+180時，兩

12、年平均子粒含氮量并無顯著變化；而當施氮量由N120+0增加至 N120+120時，秸稈含氮量提高24%。當施氮量由N0增加至N120+180時，子粒吸收的總氮量由137.1 kg N ha?1增加至212.6 kg N ha?1；秸稈吸收的總氮量由40.2 kg N ha?1增加至61.1 kg N ha?1。N120+180處理子粒吸收總氮量最高，2013年除N120+60和N120+120處理子粒吸收總氮量無差異外，其余處理子粒吸收

13、總氮量差異顯著。當施氮量由N0增加至N120+120時，秸稈的總吸氮量提高50%，而N120+120和N120+180處理之間無顯著差異。N120+60處理的氮素收獲指數(shù)最高，當施氮量由N120+60增加至N120+120時，氮素收獲指數(shù)顯著下降。隨著施氮量增加，PFPN顯著下降。N0處理的IEN最高，而當施氮量由N120+60增加至N120+180時，各處理IEN之間無顯著變化。
　　當玉米季施氮量由N1增加至 N5時，子粒含氮

14、量顯著提高6%，秸稈含氮量提高9%。當施氮量由N3增加至N5時，各處理子粒和秸稈含氮量之間無顯著差異。當施氮量由N1增加至N5時，子粒和秸稈氮素總吸收量分別提高51%和30%。N5處理的子粒和秸稈氮素總吸收量最高。盡管當施氮量由N3增加至N5時各處理子粒和秸稈含氮量無顯著變化，N5處理的子粒和秸稈氮素吸收總量顯著高于其它處理。當施氮量由N1增加至N5時，氮素收獲指數(shù)由0.60增加至0.64。當施氮量由N2增加至N5時，平均PFPN由45