冬小麥土壤N2O排放以及麥季施氮對(duì)玉米季后效的研究.pdf

1、本試驗(yàn)于2012年10月至2014年10月兩個(gè)冬小麥-夏玉米生長(zhǎng)季進(jìn)行，試驗(yàn)地位于山東省泰安市山東農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)。試驗(yàn)以冬小麥品種濟(jì)麥22和夏玉米品種鄭單958為供試品種，在冬小麥生長(zhǎng)季設(shè)置N0、N0+120、N60+120、N120+120、N180+120以及N120+0、N120+60和N120+180共8個(gè)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(duì)玉米季的后效作用。研究結(jié)果如下：
　　1、施氮處理對(duì)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(duì)照，且隨著施氮量增加，N2O排放通量峰值也隨之升高。說(shuō)明施肥可以顯著促進(jìn)土壤 N2O的排放。隨著施肥時(shí)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(duì)照，在追施氮量一致的情況下，N2O排放通量因?yàn)榛┑牟煌嬖诓町悾译S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(chǎn)生的排放峰值低于相應(yīng)的基肥處理。此后，N2O排放通量逐漸下降，但在開(kāi)花以后有一定的回升。N0和N120+0的N2O排放通量在整個(gè)觀測(cè)期間僅出現(xiàn)輕微波動(dòng)，低于其它施氮處理。由此可見(jiàn)，施氮為N2O排放的重要驅(qū)動(dòng)因子之一。
　　2、土壤無(wú)機(jī)氮

4、含量與土壤N2O排放通量的關(guān)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(dá)到最大值，之后開(kāi)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(nèi)即達(dá)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(guān)關(guān)系，而硝態(tài)氮含量與N2O的排放通量間無(wú)顯著

5、的相關(guān)性。說(shuō)明在冬小麥秋冬季土壤 N2O排放的來(lái)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(shí)，基施氮量比例高的處理表層土壤硝態(tài)氮含量開(kāi)始高于相應(yīng)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(yīng)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(dá)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(guān)關(guān)系。說(shuō)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(shì)。
　　3、農(nóng)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(duì)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(duì)一致。各施肥處理N2O排放總量均高于對(duì)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(zhǎng)季施氮總量與 N2O排放總量呈極顯著正相關(guān)，N2O排放總量隨著施

8、氮量的增加而升高。
　　4、氮肥處理對(duì)產(chǎn)量的影響
　　小麥生長(zhǎng)季，穗數(shù)在年際間無(wú)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(wú)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(chǎn)量分別提高21%和6%。而N120+180比N120+60平均增產(chǎn)11

9、%。當(dāng)施氮量由N0增至N120+120時(shí)，兩年平均干物質(zhì)積累量增加21%；N120+180的干物質(zhì)積累量最高。2013-2014年N120+120和N120+180的干物質(zhì)積累量差異顯著，而2012-2013年無(wú)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?dú)w因于千粒重的增加。當(dāng)施氮量由N120+0增至N120+180時(shí)，各處理收獲指數(shù)之間并無(wú)顯著變化。
　　

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

11、氮量由N1增加至N5時(shí)，各處理產(chǎn)量間均存在顯著差異。當(dāng)施氮量由N1增加至N5時(shí)，平均干物質(zhì)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(shí)，平均干物質(zhì)積累量提高21%。當(dāng)施氮量由N3增加至N5時(shí)，各處理收獲指數(shù)之間無(wú)顯著差異。而N5的干物質(zhì)和收獲指數(shù)無(wú)顯著變化，因而兩年間N5處理的產(chǎn)量保持穩(wěn)定。
　　5、氮肥處理對(duì)氮素吸收利用的影響
　　當(dāng)小麥季施氮量由N120+0增加至N120+180時(shí)，兩

12、年平均子粒含氮量并無(wú)顯著變化；而當(dāng)施氮量由N120+0增加至 N120+120時(shí)，秸稈含氮量提高24%。當(dāng)施氮量由N0增加至N120+180時(shí)，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(wú)差異外，其余處理子粒吸收

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

14、量顯著提高6%，秸稈含氮量提高9%。當(dāng)施氮量由N3增加至N5時(shí)，各處理子粒和秸稈含氮量之間無(wú)顯著差異。當(dāng)施氮量由N1增加至N5時(shí)，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(dāng)施氮量由N3增加至N5時(shí)各處理子粒和秸稈含氮量無(wú)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(dāng)施氮量由N1增加至N5時(shí)，氮素收獲指數(shù)由0.60增加至0.64。當(dāng)施氮量由N2增加至N5時(shí)，平均PFPN由45