减氮施炭对温室膜下滴灌黄瓜土壤呼吸和氮素气态损失的影响

摘要

为降低温室蔬菜过量施氮的不利影响,明确减氮施炭条件下温室膜下滴灌黄瓜土壤呼吸和氮素气态排放特征,以不覆膜不施炭（CK）为对照,设置覆膜（M）、覆膜施炭（MB）、覆膜施炭减氮(MBN_80%)共4个处理,对覆膜条件下减氮施炭处理对黄瓜产量、耗水量、土壤养分动态、土壤呼吸、N₂O排放和氨挥发的影响进行探讨。结果表明:与CK相比,M可降低温室膜下滴灌黄瓜全生育期耗水量20.95%,提高水分利用效率41.03%,降低0～20 cm表层土铵态氮48.12%,降低全生育期氨挥发32.35%、N₂O排放量14.34%和CO₂排放量12.68%（<0.05）。施炭后,与CK相比,MB可降低耗水量28.37%,提高水分利用效率55.60%,降低表层土铵态氮30.0%,提升硝态氮12.37%,有机质56.28%,降低氨挥发36.68%、N₂O排放18.64%,但却显著增大了CO₂排放4.66%（p<0.05）。同M对比,MB可在M基础上,进一步提升表层土有机质和铵态氮含量,降低氨挥发,但促进了CO₂排放。覆膜施炭减氮20%后,与CK相比,MBN_80%可增产25.47%,降低耗水量32.43%,提升水分生产率72.67%,降低表层土铵态氮56.33%,增加有机质51.72%,降低氨挥发40.48%、N₂O排放20.79%（p<0.05）。CK全生育期全球增温潜势（global warming potential,GWP）和活性氮排放分别为13.57 t·CO₂-eq·hm^-2和6.54 kg·hm^-2,M可显著降低GWP（14.15%）和活性氮排放（27.37%）;在M基础上施炭,将进一步降低活性氮排放,但导致GWP显著增大;而在MB基础上减氮20%,可同时显著降低GWP和活性氮排放（p<0.05）。与CK相比,MBN80%在通过施炭20 t·hm^-2,减氮20%条件下,实现增产25.47%,降低耗水量32.43%,增加有机质51.72%,增加收入17.52%,降低活性氮排放35.32%和GWP 2.28%,也可在MB的基础上,进一步实现增产,降低氨挥发,并破解M和MB处理CO₂排放增大的问题（p<0.05）。研究揭示了减氮施炭条件下温室膜下滴灌黄瓜土壤呼吸和氮素气态排放特征,为实现温室蔬菜节水增产固碳减排提供理论依据和技术支撑。

关键词

温室 / 生物炭 / 氨挥发 / 氧化亚氮 / 土壤呼吸 / 膜下滴灌