氮肥和秸秆还田对夏玉米土壤氧化亚氮排放及活性氮组分的影响

摘要

【目的】研究氮肥和秸秆还田对夏玉米土壤氧化亚氮（N₂O）排放及活性氮组分的影响，以期为关中地区合理高效种植制度优化提供一定的理论支持。【方法】于2020-2022年，在陕西省关中地区进行大田定位试验，试验设置施氮量和秸秆还田方式2个因素，其中施氮量包括传统施氮（N₁）和减量施氮(N_0.7)2个水平，秸秆还田方式包括秸秆不还田（S₀）和秸秆还田（S）2个水平，采用随机区组设计，共计4个处理，分别为传统施氮+秸秆还田（N₁S）、减量施氮+秸秆还田(N_0.7S)、传统施氮+秸秆不还田（N₁S₀）和减量施氮+秸秆不还田(N_0.7S₀),测定不同处理的土壤N₂O排放通量、土壤活性氮组分(硝态氮（NO^-₃-N）、铵态氮（NH⁺₄-N）、无机氮（IN）、有机氮（DON）、微生物生物量氮（MBN）)含量以及夏玉米产量和单位产量N₂O累积排放量，并分析了土壤N₂O排放通量与土壤活性氮组分的相关性。【结果】在同一施氮量处理下，与秸秆不还田（S₀）处理相比，秸秆还田处理（S）增加了土壤N₂O累积排放量、NO^-₃-N、NH⁺₄-N、IN、DON、MBN含量以及夏玉米产量和单位产量N₂O累积排放量；在同一秸秆还田方式下，与传统施氮（N₁）处理相比，减量施氮(N_0.7)处理降低了土壤N₂O累积排放量、NO^-₃-N、NH⁺₄-N、IN、DON、MBN含量以及夏玉米产量和单位产量N₂O累积排放量。与N₁S₀处理相比，N₁S和N_0.7S处理显著增加了夏玉米产量和N₂O累积排放量，N_0.7S₀处理显著降低了夏玉米产量和N₂O累积排放量。相关性分析结果显示，土壤N₂O排放通量与土壤NO^-₃-N、NH⁺₄-N、IN、DON和MBN含量存在极显著正相关关系。【结论】与传统施氮+秸秆不还田处理比较，传统施氮+秸秆还田处理和减量施氮+秸秆还田具有明显的增产效应，减量施氮+秸秆不还田处理可显著降低N₂O排放。

关键词

夏玉米 / 减量施氮 / 秸秆还田 / N₂O排放

基金资助

国家自然科学基金项目(31971859); 陕西省循环农业工程技术研究中心项目(2019HBGC-13)