控释氮肥与水溶肥配施减少设施土壤N2O排放的机理

摘要：

[目的]控制N2O排放是提高氮肥利用和环境效益的一个重要任务.在滴灌条件下,研究以控释氮肥替代尿素基施减少设施土壤N2O排放的机制,并探讨减少氮肥投入的可能性.[方法]在大棚内布设小区试验,供试番茄品种为'盛世辉煌',氮肥40％ 基施,60％ 分3次随水滴灌追施.试验以不施氮肥为对照(CK),设:常规化肥用量(基施尿素,总N量440 kg/hm2,U);常规化肥用量减氮20％(基施尿素,总N量376 kg/hm2,-20％U);控释氮肥常规用量(基施控释氮肥,总N量440 kg/hm2,CRU);控释氮肥常规用量减氮20％(基施控释氮肥,总N量376 kg/hm2,-20％CRU)4个处理.施底肥后15天内每天取气体样1次;追肥后每2天取气体样1次,连续取样3次;其余时间间隔5～7天取气体样1次.静态箱-色谱法测定土壤N2O排放通量;在定植后40、80和120天取土样测定土壤理化性质;用实时荧光定量PCR检测相关功能基因数量变化;收获后测产.[结果]控释氮肥与水溶肥配施导致基肥N2O排放峰值出现时间从第8～13天延迟到第28～32天,并且显著降低了其N2O排放峰值,所有处理追水溶肥后均在3～5天出现N2O排放峰值,而控释氮肥与水溶肥配施降低了此阶段N2O排放峰值.相同氮肥施用量条件下,控释氮肥与水溶肥配施显著降低了基肥期土壤N2O排放通量和累积排放量,降低了追肥期土壤N2O排放通量和累积排放量,显著降低了番茄生长季土壤NH4+-N和NO3?-N含量与微生物功能基因AOA amoA、AOB amoA和nirK数量,降低了nirS数量.与U处理相比,CRU处理增加番茄产量和经济效益,生长季土壤N2O累积排放量减少了24.8％,差异显著,同时显著降低了N2O排放强度;与-20％U处理相比,-20％CRU处理增加番茄产量和经济效益,N2O累积排放量减少了22.1％,亦显著降低了N2O排放强度(P<0.05).[结论]在常规用氮量和减氮20％ 用量下,以缓释氮肥代替尿素基施,不仅可显著增加番茄的产量和效益,还显著推迟了番茄生长初期N2O释放高峰的出现,减少了整个生育期N2O的排放强度和累积排放量.其主要原因在于缓释氮肥有效控制了土壤中NH4+-N和NO3?-N含量的变化,进而减少了与硝化和反硝化相关的微生物数量.在使用缓释肥做基肥时,适当减少氮肥投入不会降低番茄的产量.

关键词：N2O排放高峰、N2O排放强度、设施土壤、AOAamoA、AOBamoA、nirK、nirS

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资助基金：国家重点研发计划2017YFD0200705;北京市农林科学院青年基金QNJJ201907;科技部科技支撑项目2015BAD23B01;北京市农林科学院科技创新项目KJCX20180426

在线出版日期：2020-04-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2084-2094