湯桂容，周 旋，田 昌，彭輝輝，張玉平，榮湘民*

有機(jī)無(wú)機(jī)氮肥配施對(duì)萵苣土壤N2O排放的影響①

湯桂容1,2，周 旋3，田 昌1，彭輝輝2，張玉平1，榮湘民1*

(1 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128；2 長(zhǎng)沙環(huán)境保護(hù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410004；3 湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所，長(zhǎng)沙 410125)

采用靜態(tài)箱–氣相色譜法研究不同種類有機(jī)無(wú)機(jī)氮肥配合施用對(duì)盆栽萵苣土壤N2O排放規(guī)律及排放量的影響。試驗(yàn)設(shè)置不施肥(CK)、不施氮肥(PK)、施純化肥(NPK)、有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施1(20% 豬糞氮+ 80% 化肥氮，NPKM1)、有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施2(20% 沼渣沼液氮+ 80% 化肥氮，NPKM2)和有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施3(20% 豬糞堆肥氮+ 80% 化肥氮，NPKM3)共6個(gè)處理。結(jié)果表明：萵苣生育期各處理施肥后土壤N2O排放出現(xiàn)多個(gè)峰值，出峰時(shí)間和大小不一；累積排放量隨著生育期的進(jìn)程逐漸增加，處理間差異更為明顯。萵苣生育期各處理土壤N2O平均排放通量及累積排放量范圍分別為0.10 ~ 0.25 mg/(m2·h) 和1.37 ~ 3.42 kg/hm2，大小均表現(xiàn)為NPK>NPKM2>PK>NPKM1>NPKM3>CK。土壤N2O排放系數(shù)范圍為0.13% ~ 0.68%，大小表現(xiàn)為NPK>NPKM2>NPKM1>NPKM3。與NPK處理相比，NPKM1、NPKM2和NPKM3處理萵苣土壤N2O累積排放量均分別降低48.08%、25.75% 和48.30%，產(chǎn)量分別增加48.66%、22.13% 和53.76%?？傊?，施用純化肥會(huì)促進(jìn)菜地土壤N2O的排放，而不同種類有機(jī)無(wú)機(jī)氮肥配施能有效減少N2O排放且提高作物產(chǎn)量，以豬糞類配施效果最佳。因此，有機(jī)無(wú)機(jī)配施是菜地N2O減排、降低蔬菜種植中氮素?fù)p失的重要途徑。

有機(jī)無(wú)機(jī)氮肥配施；萵苣；氧化亞氮；排放特征

氧化亞氮(N2O)是一種受人類活動(dòng)影響較大的溫室氣體，其增溫效應(yīng)是CO2的296倍~ 310倍，能在大氣中滯留較長(zhǎng)時(shí)間，參與大氣中的光化學(xué)反應(yīng)，破壞臭氧層[1]。氮(N)肥在農(nóng)田中的大量投入是大氣N2O濃度增長(zhǎng)的最主要因素[2]。我國(guó)蔬菜種植面積逐年增加，2010年增加到1.84 × 107hm2，占全部作物種植面積的11.6%。菜地土壤施肥量高、施肥次數(shù)多，且肥水同期，是重要的N2O排放源[3-5]。菜地單季投入氮肥量可達(dá)N 1 000 kg/hm2或更高，京郊菜地的氮肥用量是糧田的3倍~ 4倍[6]，保護(hù)地蔬菜肥料用量是大田作物的4倍~ 5倍[7-8]。土壤高氮含量為N2O的生成和排放創(chuàng)造有利條件[9]。此外，設(shè)施菜田不僅受自然因素如氣溫、光照及土壤條件等影響，而且人為因素如耕作、施肥及灌溉等效應(yīng)更加直接和強(qiáng)烈，導(dǎo)致N2O排放存在明顯的時(shí)空變異[10]。

近年來(lái)，規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖糞便的集中排放，給養(yǎng)殖場(chǎng)周邊的環(huán)境造成巨大壓力[11]。隨著沼氣工程發(fā)展步伐的加快，養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽污水經(jīng)沼氣工程處理后產(chǎn)生的大量沼渣、沼液又成為新的污染源，這使廢棄物再利用與凈化技術(shù)研究顯得更加迫切[12]。目前，有機(jī)無(wú)機(jī)肥料配合施用是設(shè)施菜田較為常見(jiàn)的施肥方式，可協(xié)調(diào)養(yǎng)分平衡供應(yīng)，滿足作物整個(gè)生育期對(duì)養(yǎng)分的需求，同時(shí)減少化肥的用量。萵苣(L.)具有生長(zhǎng)周期相對(duì)較短、病蟲(chóng)害較少、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值較高等特點(diǎn)，是湖南省主要種植的蔬菜種類之一。Xiong等[13]研究發(fā)現(xiàn)，南京郊區(qū)蔬菜地一年5茬蔬菜N2O平均排放系數(shù)為0.73%，萵苣當(dāng)茬高達(dá)2.2%。目前，已有設(shè)施菜田N2O排放的研究主要集中在肥料用量上[14-15]，而關(guān)于不同來(lái)源有機(jī)肥與化肥配施對(duì)菜地土壤溫室氣體排放影響的研究鮮有報(bào)道[16]。本文采用盆栽試驗(yàn)，開(kāi)展不同有機(jī)無(wú)機(jī)肥(豬糞、豬糞堆肥及沼渣沼液與化肥)配施對(duì)菜地土壤N2O排放影響的研究，探討不同有機(jī)無(wú)機(jī)配施條件下，菜地土壤N2O排放規(guī)律和排放量的差異，以及N2O排放系數(shù)之間的關(guān)系，為菜地土壤的合理培肥、溫室氣體減排和高產(chǎn)增效提供科學(xué)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試土壤采自湖南省長(zhǎng)沙市長(zhǎng)沙縣榔梨鎮(zhèn)大元村(28°11′0.72″ N，113°06′23.79″ E)蔬菜基地的耕作層(0 ~ 20 cm)。該地屬于亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫為17.2℃，年降雨量為1 360 mm，為紫色菜園土。土樣采集后風(fēng)干，挑去肉眼可見(jiàn)的細(xì)根和石塊后過(guò)5 mm篩備用。土壤基本理化性質(zhì)為：土壤容重1.11 g/cm3，pH 5.18，有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀含量分別為14.66、2.30、0.76、13.91 g/kg，堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別為123.62、51.10、224.75 mg/kg。供試萵苣品種為“四季白尖葉”，由四川種都種業(yè)有限公司提供。供試氮肥為尿素(含N 460 g/kg)，鉀肥為氯化鉀(含K2O 600 g/kg)，磷肥為鈣鎂磷肥(含P2O5120 g/kg)。供試有機(jī)肥中豬糞、沼渣沼液從農(nóng)戶家收集，豬糞堆肥自制。供試有機(jī)肥的養(yǎng)分含量見(jiàn)表1。

表1 供試有機(jī)肥養(yǎng)分含量(g/kg)

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)盆栽試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)共設(shè)置6個(gè)處理，分別為：不施肥處理(CK)、不施氮肥處理(PK)、施純化肥處理(NPK)、有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施處理1(20% 豬糞氮+ 80% 化肥氮，NPKM1)、有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施處理2(20% 沼渣沼液氮+ 80% 化肥氮，NPKM2)、有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施處理3(20% 豬糞堆肥氮+ 80% 化肥氮，NPKM3)。各處理隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)6次。試驗(yàn)用盆缽高為34 cm，內(nèi)圓直徑為33 cm，裝土6.25 kg。所有施肥處理氮、磷、鉀用量相等，N 300 kg/hm2，P2O5220kg/hm2，K2O 220 kg/hm2。有機(jī)肥和磷肥全作基肥一次性施用，氮、鉀肥60% 作基肥，40% 作追肥。每盆種植1株萵苣。2013年9月2日播種，10月1日移栽，10月12日追肥，11月23日收獲計(jì)產(chǎn)。

1.3 溫室氣體采集和測(cè)定

采用密閉箱–氣相色譜法采集和測(cè)定土壤N2O排放。密閉箱箱體呈圓柱狀，直徑30 cm，高60 cm，由氣體收集箱和底座兩部分組成[17]。采樣時(shí)間為上午8:00—11:00，以此時(shí)間段代表全天N2O排放通量平均值。移栽、翻耕、施肥后第1、2、3、5和7天分別采集氣樣，其余時(shí)間每周采集1次。收集氣體的同時(shí)記錄箱內(nèi)溫度、大氣溫度及5 cm土溫[18]。采樣結(jié)束后，立即移開(kāi)采樣箱，將樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，采用GC7900型氣相色譜儀進(jìn)行分析測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

N2O排放通量計(jì)算公式為：

式中：為N2O排放通量(mg/(m2·h))；為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下N2O密度(kg/m3)；為采氣箱高度(m)；Δ/Δ為Δ時(shí)間內(nèi)采氣箱內(nèi)N2O氣體濃度的變化率(μl/(L·h))；為采氣箱內(nèi)溫度(℃)。

N2O累積排放量計(jì)算公式[17]為：

式中：為N2O累積排放量(kg/hm2)；為N2O排放通量(mg/(m2·h))；為采樣次數(shù)；為采樣時(shí)間即定植后天數(shù)(d)；24為一天小時(shí)數(shù)。

N2O排放系數(shù)計(jì)算公式為：

N2O排放系數(shù)(%)=(施氮處理N2O排放量–不施氮處理N2O排放量)/施氮量×100 (3)

本研究采用DPS V14.10數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和Micro-soft Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，處理間差異顯著性檢驗(yàn)采用LSD法。

2 結(jié)果與分析

2.1 萵苣生育期土壤N2O排放

2.1.1 土壤N2O排放規(guī)律及平均排放通量 由圖1可知，基肥施用一周內(nèi)，CK和PK處理趨勢(shì)一致，未出現(xiàn)明顯N2O排放。NPK處理施肥后第2天最先出現(xiàn)N2O排放峰值(1.16 mg/(m2·h))。表明純化肥處理會(huì)促進(jìn)土壤的硝化/反硝化作用，加速土壤N2O的產(chǎn)生和排放。NPKM1、NPKM2、NPKM3處理相繼于第4、4、7天出現(xiàn)N2O排放峰值?；势诟魈幚矸逯荡笮”憩F(xiàn)為：NPK>NPKM2>NPKM1>NPKM3> CK>PK。表明施用氮肥促進(jìn)土壤N2O排放，以純化肥處理尤為明顯。追肥后，土壤N2O排放通量再次出現(xiàn)峰值，整體表現(xiàn)為先上升再下降，最后趨于平穩(wěn)。NPK和NPKM1處理峰值出現(xiàn)在追肥后第3天，分別為0.96、1.30 mg/(m2·h)；PK和NPKM2處理峰值出現(xiàn)在追肥后第5天，分別為0.61、0.49 mg/(m2·h)；NPKM3處理在第7天出現(xiàn)峰值(0.48 mg/(m2·h))。追肥期各處理峰值大小表現(xiàn)為：NPKM1>NPK>PK> NPKM2>NPKM3>CK。說(shuō)明不同種類施肥處理后期對(duì)土壤N2O的產(chǎn)生和排放均有促進(jìn)作用。

(“↓”為追肥時(shí)間，下同)

由表2可知，萵苣生育期各處理土壤N2O平均排放通量介于0.10 ~ 0.25 mg/(m2·h)，大小表現(xiàn)為NPK>NPKM2>PK>NPKM1>NPKM3>CK。與CK相比，PK、NPK、NPKM1、NPKM2和NPKM3處理土壤N2O平均排放通量分別增加36.07%、149.21%、29.40%、85.03% 和28.85%，其中NPK處理增加最顯著。與PK處理相比，NPK、NPKM1、NPKM2和NPKM3處理土壤N2O平均排放通量分別增加60.26%、–16.79%、18.98% 和–17.14%，其中NPK處理增加最顯著。與NPK處理相比，NPKM1、NPKM2和NPKM3處理土壤N2O平均排放通量分別顯著降低48.08%、25.75% 和48.30%。可見(jiàn)，有機(jī)無(wú)機(jī)配比施肥較純化肥處理能有效降低菜地土壤N2O平均排放通量。

2.1.2 土壤N2O累積排放量 由圖2可知，萵苣生育期土壤N2O累積排放量變化呈上升趨勢(shì)?；适┯靡恢軆?nèi)，土壤N2O累積排放量增長(zhǎng)速度緩慢，追肥后出現(xiàn)拐點(diǎn)，然后平緩增加；追肥7天之后，再次出現(xiàn)拐點(diǎn)，后期呈逐漸上升趨勢(shì)。其中，以NPK和NPKM2處理土壤N2O排放量累積速度較快。

由表2可知，萵苣生育期各處理土壤N2O累積排放量介于1.37 ~ 3.42 kg/hm2，大小表現(xiàn)為NPK> NPKM2>PK>NPKM1>NPKM3>CK。與CK相比，PK、NPK、NPKM1、NPKM2和NPKM3處理土壤N2O累積排放量分別增加36.07%、149.21%、29.40%、85.03% 和28.85%，其中NPK處理增加最顯著。與PK處理相比，NPK、NPKM1、NPKM2和NPKM3處理土壤N2O累積排放量分別增加83.15%、–4.90%、35.98% 和–5.31%，其中NPK處理增加最顯著。與NPK處理相比，NPKM1、NPKM2和NPKM3處理分別顯著降低48.08%、25.75% 和48.30%。可見(jiàn)，有機(jī)無(wú)機(jī)配比施肥較純化肥處理能有效減少土壤N2O排放，以豬糞類配施效果最好。

圖2 不同有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施下萵苣土壤N2O的累積排放量

2.1.3 土壤N2O排放系數(shù) 由表2可知，萵苣生育期各處理土壤N2O排放系數(shù)介于0.13% ~ 0.68%，大小表現(xiàn)為NPK>NPKM2>NPKM1>NPKM3。與NPK處理相比，NPKM1、NPKM2和NPKM3處理土壤N2O排放系數(shù)分別降低0.55、0.29和0.55個(gè)百分點(diǎn)?？梢?jiàn)，有機(jī)無(wú)機(jī)配比施肥較純化肥處理能有效降低菜地土壤N2O排放系數(shù)。

2.2 萵苣產(chǎn)量

由表2可知，各處理萵苣產(chǎn)量介于0.26 ~ 0.57kg/株，大小表現(xiàn)為NPKM3>NPKM1>NPKM2>NPK> PK> CK。與CK相比，PK、NPK、NPKM1、NPKM2和NPKM3處理萵苣產(chǎn)量分別增加17.05%、44.31%、114.53%、76.24% 和121.89%。與PK處理相比，NPK、NPKM1、NPKM2和NPKM3處理萵苣產(chǎn)量分別增加23.29%、83.28%、50.57% 和89.57%。與NPK處理相比，NPKM1、NPKM2和NPKM3處理萵苣產(chǎn)量分別增加48.66%、22.13% 和53.76%。可見(jiàn)，有機(jī)無(wú)機(jī)配比施肥較純化肥處理能提供多種無(wú)機(jī)和有機(jī)養(yǎng)分，肥效持久穩(wěn)定，更易為植物所吸收，有效提高萵苣產(chǎn)量。

表2 不同有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施下萵苣土壤N2O排放量和排放系數(shù)及產(chǎn)量

注：同列不同小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著(<0.05)。

3 討論

3.1 有機(jī)無(wú)機(jī)氮肥配施對(duì)萵苣土壤N2O排放規(guī)律的影響

施用氮肥的農(nóng)田類型及所用氮肥種類、施用量等都會(huì)影響其對(duì)N2O排放的貢獻(xiàn)[10]。郝小雨等[19]研究發(fā)現(xiàn)，不論芹菜季還是番茄季，施氮后土壤N2O排放均出現(xiàn)上升趨勢(shì)，在施肥(結(jié)合灌水)后7 d內(nèi)出現(xiàn)排放峰。張仲新等[15]研究發(fā)現(xiàn)，設(shè)施菜地土壤N2O排放通量的季節(jié)變化有明顯的時(shí)間變異性，初期受基肥影響，土壤N2O排放量較大，隨著時(shí)間的推移有所減少并保持穩(wěn)定；后期由于追肥，出現(xiàn)一次排放高峰，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。本研究結(jié)果與上述研究一致，基肥施用后NPK處理萵苣土壤N2O排放先出現(xiàn)峰值，峰值大小表現(xiàn)為NPK>NPKM2>NPKM1>NPKM3> CK>PK，且NPK處理在移栽后12 d又出現(xiàn)N2O排放高峰，主要是由于純化肥處理養(yǎng)分釋放快，底物增多，促進(jìn)硝化/反硝化作用產(chǎn)生。追肥施用后NPK和NPKM1處理土壤N2O排放先出現(xiàn)峰值，峰值大小表現(xiàn)為NPKM1>NPK>PK>NPKM2>NPKM3>CK。

土壤微生物參與的硝化/反硝化過(guò)程是生成N2O的主要途徑，其生成與排放受反應(yīng)底物碳和氮的雙重影響。當(dāng)有機(jī)肥料等碳量施用時(shí)，N2O的排放主要受外源氮供應(yīng)水平的制約；而當(dāng)有機(jī)肥料等氮量施用時(shí)，則主要受外源碳供應(yīng)水平的制約[20]?？梢?jiàn)，有機(jī)肥替代化肥不僅為微生物活動(dòng)提供所需能量，而且改變氮素輸入形態(tài)，調(diào)節(jié)土壤C/N比來(lái)影響微生物活動(dòng)，進(jìn)而影響硝化/反硝化作用產(chǎn)物N2O的生成與排放。目前，對(duì)于施用有機(jī)肥影響土壤N2O排放的報(bào)道較多，但結(jié)論不一[21]。通常土壤微生物適宜的C/N比為(25 ~ 30)/1；大于此，則有機(jī)質(zhì)分解變慢，微生物活性減弱，N2O排放受到抑制；反之，則促進(jìn)N2O排放[22]。而Miller等[23]認(rèn)為，由于有機(jī)肥含有大量的可溶性有機(jī)碳，施入土壤后微生物活性比單施化肥處理強(qiáng)，硝化/反硝化過(guò)程共同產(chǎn)生的N2O增高，從而排放通量較高。

Vallejo等[24]研究發(fā)現(xiàn)，等氮量施肥條件下，豬糞較化肥能減少馬鈴薯田中N2O的排放。孟磊等[25]研究發(fā)現(xiàn)，等氮條件下，施用化肥、有機(jī)肥(秸稈和餅肥堆肥)、1/2化肥+1/2有機(jī)肥處理間潮土的N2O排放通量差異不顯著。張仲新等[15]研究發(fā)現(xiàn)，設(shè)施菜地各處理土壤N2O排放總量的次序：常規(guī)施肥量+雞糞>3/4常規(guī)施肥量+雞糞>1/4常規(guī)施肥量+雞糞>1/2常規(guī)施肥量+雞糞>雞糞>無(wú)肥處理。郝小雨等[19]研究發(fā)現(xiàn)，芹菜季和番茄季施用秸稈和豬糞肥較化肥均顯著降低N2O的排放；相同有機(jī)肥氮用量下，施用秸稈較有機(jī)肥有效降低土壤N2O的排放，且與豬糞和秸稈化學(xué)組成的不同有關(guān)。彭永紅等[26]研究發(fā)現(xiàn)，以相同施氮量計(jì)，潮土施加沼液引起的N2O排放速率遠(yuǎn)高于尿素或硫銨等氮肥。楊園園等[27]研究發(fā)現(xiàn)，單施尿素、腐熟牛糞混施、沼液混施和減量尿素牛糞混施處理苜蓿中N2O排放分別增加52.2%、89.1%、133.7% 和59.4%。易瓊等[18]研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)機(jī)氮配施有機(jī)氮肥減少生菜土壤52.4% 的N2O排放量?？梢?jiàn)，因試驗(yàn)地區(qū)的環(huán)境因素、土壤類型、耕作制度及肥料投入比例和類型等因素的不同，有機(jī)肥對(duì)土壤N2O排放的影響也不同[28]。

本研究中，萵苣生育期各處理土壤N2O平均排放通量及累積排放量分別介于0.10 ~ 0.25 mg/(m2·h)和1.37 ~ 3.42 kg/hm2，大小均表現(xiàn)為NPK>NPKM2> PK>NPKM1>NPKM3>CK。其中，PK處理土壤N2O平均排放通量及累積排放量均比CK高，可能是由于土壤磷供應(yīng)狀況的改善會(huì)促進(jìn)硝化作用所致[29]。而NPK處理土壤N2O平均排放通量及累積排放量均最高，可能是由于施用氮肥會(huì)提高酸性土壤的硝化活性，而鮮豬糞或豬糞堆肥配施無(wú)機(jī)肥能減緩酸性菜地土的硝化作用[30]。因此，菜地土壤施用純化肥會(huì)促進(jìn)N2O的排放，而不同種類有機(jī)無(wú)機(jī)氮肥配施可減少土壤N2O生成和排放，其中以豬糞類配施效果最佳。

3.2 有機(jī)無(wú)機(jī)氮肥配施對(duì)萵苣土壤N2O排放系數(shù)的影響

我國(guó)旱地農(nóng)田N2O背景排放量為N2O-N 0.70 ~ 3.14 kg/hm2，其中蔬菜地N2O排放系數(shù)最高(0.61% ~ 1.13%)，隨無(wú)機(jī)氮肥施用量的增加而增加[31]。Kusa等[32]研究發(fā)現(xiàn)，持續(xù)6 a洋蔥生長(zhǎng)季(4—10月)肥料引起的N2O排放系數(shù)為1.1% ~ 6.4%。丁洪等[33]研究發(fā)現(xiàn)，茄子地N2O排放量占施肥量的8.6%。Cao等[34]研究發(fā)現(xiàn)，南京地區(qū)大白菜地N2O排放系數(shù)為1.09% ~ 1.63%。He等[14]研究發(fā)現(xiàn)，山東壽光溫室大棚中番茄輪作體系下N2O排放系數(shù)僅為0.27% ~ 0.30%。邱煒紅等[35]研究發(fā)現(xiàn)，武漢地區(qū)種植辣椒、蘿卜、菠菜和小白菜地N2O排放系數(shù)為0.33% ~ 1.13%。林淼等[36]研究表明，春黃瓜生育期間化肥氮的N2O排放系數(shù)為1.86% ~ 4.71%，其中新菜地排放系數(shù)高于老菜地，設(shè)施菜地排放系數(shù)高于露地；但有機(jī)肥氮排放系數(shù)(0.11%)則遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于化肥氮。楊園園等[27]研究發(fā)現(xiàn)，苜蓿生產(chǎn)中尿素和牛糞處理N2O排放系數(shù)為0.25% ~ 0.28%，而沼液處理為0.64%。可見(jiàn)，N2O排放系數(shù)差別較大，可能是由于時(shí)間地域差異、氣候因素、土壤特性、施肥量及作物種類的不同而造成的。本研究中，萵苣生育期各處理的土壤N2O排放系數(shù)范圍介于0.13% ~ 0.68%，大小表現(xiàn)為NPK>NPKM2>NPKM1>NPKM3。且各施肥處理N2O排放系數(shù)均較低，可能與土壤中硝化/反硝化作用的強(qiáng)度有關(guān)，涉及土壤中與微生物活性有關(guān)的有機(jī)碳和氮素含量。

4 結(jié)論

1)萵苣生育期各處理土壤N2O平均排放通量及累積排放量大小均表現(xiàn)為NPK>NPKM2>PK>NPKM1> NPKM3>CK。施用純化肥會(huì)促進(jìn)菜地土壤N2O的排放，而有機(jī)無(wú)機(jī)氮肥配施可減少土壤N2O的排放，其中以豬糞類配施效果最佳。

2)不同種類有機(jī)肥配施無(wú)機(jī)氮肥條件下，萵苣生育期各處理土壤N2O排放系數(shù)范圍介于0.13% ~ 0.68%，大小表現(xiàn)為NPK>NPKM2>NPKM1>NPKM3。

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Effects of Combined Application of Organic and Inorganic Nitrogen Fertilizers on Soil Nitrous Oxide Emission from Lettuce (L.) Fields

TANG Guirong1.2, ZHOU Xuan3, TIAN Chang1, PENG Huihui2, ZHANG Yuping1, RONG Xiangmin1*

(1 College of Resources and Environment, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2Changsha Environmental Protection College, Changsha 410004, China; 3 Soil and Fertilizer Institute, Hunan Academy of Agricultural Sciences, Changsha 410125, China)

Apot experiment was conducted with static box-gas chromatographic method to investigate the effects of different combined application of organic and inorganic nitrogen (N) fertilizers on soil N2Oemissions from lettuce (L.) field. Therewere six treatments, including 1) no fertilizer (CK), 2) no N fertilizer (PK), 3) pure fertilizer (NPK), 4) organic and inorganic fertilizer 1 (20% pig manure N + 80% chemical fertilizer N, NPKM1), 5) organic and inorganic fertilizer 2 (20% biogas manure N + 80% chemical fertilizer N, NPKM2), and 6) organic and inorganic fertilizer 3 (20% pig manure composting N + 80% chemical fertilizer N, NPKM3). Results showed that N2O emission peaks appeared after fertilizer application during lettuce growing season, and the peak time and intensities were differred among different treatments. N2O accumulation emission gradually increased along with the growth period. Soil average N2O emission flux and N2O accumulation emission were 0.10–0.25 mg/(m2.·h) and 1.37–3.42 kg/hm2, and in the order of NPK > NPKM2 > PK> NPKM1 > NPKM3 > CK. Soil N2O emission factor was 0.13%–0.68%, and in the order of NPK > NPKM2 > NPKM1 > NPKM3. Compared with NPK treatment, NPKM1, NPKM2 and NPKM3 treatments reduced soil N2O accumulation emission by 48.08%, 25.75% and 48.30%, and increased lettuce yield by 48.66%, 22.13% and 53.76%, respectively. In conclusion, soil N2O emission from lettuce field was promoted by pure fertilizer application, while decreased by the addition of different organic N fertilizers with higher production, especatilly in pig manure (composting or not) treatments. Therefore, combined application of organic and inorganic N fertilizers is an effective way to reduce N2O and N loss by emission in vegetable field.

Organic and inorganic nitrogen fertilizers combined application; Lettuce; Nitrous oxide; Emission characteristics

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2018YFD0800500)和湖南省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2016NK2112)資助。

(rongxm2005@126.com)

湯桂容(1978—)，女，湖南攸縣人，博士研究生，講師，主要從事植物營(yíng)養(yǎng)與施肥研究。E-mail: zhouxuan_123@126.com

S153.6; S344.1

A

10.13758/j.cnki.tr.2019.04.003