箱體結(jié)構(gòu)及計(jì)算方法對(duì)夏玉米農(nóng)田N2O排放測(cè)定結(jié)果的影響

劉 敏，張 翀，巨曉棠 *，蘇 芳 *，陳新平，江榮風(fēng)

（1.農(nóng)田土壤污染防控與修復(fù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100193；2.欽州學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院，廣西欽州 535000）

N2O是一種重要的溫室氣體，其在百年尺度上的全球增溫潛勢(shì)是同等質(zhì)量CO2的298倍，同時(shí)N2O能夠參與平流層的光化學(xué)反應(yīng)而破環(huán)臭氧層[1]。人類活動(dòng)已改變了全球氮循環(huán)并深刻影響N2O排放，大氣中N2O濃度已由19世紀(jì)中葉的275 μL·m-3上升至2015年的328 μL·m-3，其中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)排放的N2O可占全球人為N2O排放總量的66%，農(nóng)業(yè)已成為最大的人為N2O排放源[2-3]。農(nóng)業(yè)源N2O排放主要是由農(nóng)田土壤化肥和有機(jī)肥施用引起的[4]，農(nóng)田土壤N2O產(chǎn)生機(jī)理及減排措施研究已引起科學(xué)家和政策制定者的普遍關(guān)注并成為研究熱點(diǎn)問(wèn)題之一。然而，準(zhǔn)確地定量農(nóng)田N2O排放是制定排放清單及減排措施的前提。靜態(tài)箱法因成本低、便于在面積較小的田塊測(cè)定等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于農(nóng)田溫室氣體的測(cè)定[5]。

不同的研究者設(shè)計(jì)了不同結(jié)構(gòu)的靜態(tài)箱來(lái)觀測(cè)農(nóng)田N2O排放。為了完全考慮地上部作物對(duì)N2O排放的影響，Qin 等[6]采用了長(zhǎng)×寬×高=50 cm×50 cm×95 cm的頂箱，玉米株高超過(guò)95 cm時(shí)，在靜態(tài)箱底座和頂箱中間加一個(gè)無(wú)頂?shù)闹邢洌赃_(dá)到采樣時(shí)能夠完全覆蓋作物的目的。Liu等[7]認(rèn)為，只要在保持作物生長(zhǎng)良好的前提下，箱內(nèi)是否完全覆蓋植物對(duì)N2O排放通量測(cè)定結(jié)果無(wú)顯著影響，并在研究夏玉米季農(nóng)田N2O排放時(shí)，采用了兩種尺寸的靜態(tài)箱：即在玉米株高小于150 cm時(shí)，使用的箱體為頂部、中部和底部長(zhǎng)×寬×高均為50 cm×50 cm×50 cm的箱體，隨著玉米的生長(zhǎng)逐漸疊加到3層；當(dāng)玉米株高超過(guò)150 cm后，采用長(zhǎng)×寬×高=50 cm×30 cm×20 cm的采樣箱，該采樣箱由長(zhǎng)×寬×高=25 cm×30 cm×20 cm的兩部分組成，在其頂部中央有一個(gè)方形孔，使玉米莖能夠通過(guò)采樣箱頂部。在研究夏玉米季N2O排放時(shí)，也有研究者為了減少采樣時(shí)罩箱的復(fù)雜度，同時(shí)在一定程度上考慮作物對(duì)N2O排放的影響，在作物超過(guò)靜態(tài)箱高度時(shí)，將玉米切斷[8-9]。上述所有尺寸的靜態(tài)箱中，將玉米切斷是操作最為簡(jiǎn)單的一種，但該方法造成的玉米生長(zhǎng)不良可能會(huì)影響N2O的排放。

靜態(tài)箱法測(cè)定氣體通量是用罩箱后箱內(nèi)氣體濃度變化率所代表的通量值來(lái)近似罩箱前自然狀態(tài)下的氣體通量[10-12]，通常有直線回歸和曲線回歸兩種算法來(lái)完成這種近似。在計(jì)算農(nóng)田N2O排放通量時(shí)，直線算法作為一種簡(jiǎn)易的計(jì)算氣體排放通量的方法被廣泛使用[13-16]，而Kroon等[17]在草地上的觀測(cè)結(jié)果表明，直線算法會(huì)比曲線算法低估N2O累積排放量。因此，有研究者在計(jì)算同一研究的N2O排放通量時(shí)，會(huì)根據(jù)直線或曲線回歸模型擬合的實(shí)際情況，來(lái)選擇最優(yōu)算法（即曲線并直線算法）計(jì)算不同采樣小區(qū)的N2O 排放通量[8-9，18]。

華北平原在夏玉米季具有高溫高濕的氣候條件，農(nóng)民傳統(tǒng)的氮肥管理具有高投入和高損失的特點(diǎn)[19-20]。這樣的土壤、氣候及管理特點(diǎn)會(huì)造成農(nóng)田N2O排放具有獨(dú)特的特征。高氮肥投入量和高強(qiáng)度降雨可能是驅(qū)動(dòng)該地區(qū)夏玉米季N2O排放峰的重要因素，因此我們認(rèn)為箱體結(jié)構(gòu)和計(jì)算方法對(duì)華北夏玉米N2O排放總量無(wú)顯著影響。為了驗(yàn)證上述假設(shè)，本研究在2012年和2013年在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)曲周實(shí)驗(yàn)站比較了不同箱體結(jié)構(gòu)和算法下夏玉米季農(nóng)田N2O排放通量的結(jié)果，以期為準(zhǔn)確定量農(nóng)田N2O排放通量提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)點(diǎn)概況

試驗(yàn)點(diǎn)位于河北省邯鄲市曲周縣中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)曲周實(shí)驗(yàn)站（36.87°N，115.02°E），海拔高度為 37 m。該地區(qū)屬典型溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫為13.1℃，年平均降雨量為556 mm，其中約三分之二的降雨集中在6—9月。土壤類型為潮土，供試土壤基礎(chǔ)理化性狀：容重為1.32 g·cm-3，土壤pH為8.2（土水比為 1∶2.5），有機(jī)質(zhì)含量為 13.7 g·kg-1，全氮含量為 0.8 g·kg-1，速效磷含量為 6.7 mg·kg-1，速效鉀含量為 114 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與田間管理

本研究依托于自2007年開(kāi)始的“冬小麥/夏玉米輪作體系氮素實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)研究”長(zhǎng)期定位試驗(yàn)[21]，選取其中的一個(gè)處理作為本研究的對(duì)象，該處理設(shè)4次重復(fù)，小區(qū)面積為20 m×15 m=300 m2。本研究于2012年和2013年夏玉米季進(jìn)行。玉米品種為鄭單958，行距為60 cm，株距為25 cm。2012年6月15日收獲冬小麥并將秸稈還田，之后用機(jī)器播種夏玉米并灌水90 mm。2012年7月3號(hào)開(kāi)溝施肥，施氮量為100 kg N·hm-2，7月13號(hào)撒施氮肥，施氮量為150 kg N·hm-2。2013年6月15日收獲冬小麥并進(jìn)行秸稈還田后，于6月16日均勻撒施肥料并翻耕，施氮量為45 kg N·hm-2，施肥后人工點(diǎn)種夏玉米并灌水75 mm。2013年7月19日追施氮肥，施氮量為90 kg N·hm-2。2013年8月13日第二次追施氮肥，施氮量為30 kg N·hm-2。以上氮肥品種均為尿素。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 N2O的采集與測(cè)定

N2O的采集與測(cè)定采用靜態(tài)箱-氣相色譜法。在上述4個(gè)重復(fù)小區(qū)內(nèi)布置兩種不同尺寸的靜態(tài)箱采集N2O。其中大靜態(tài)箱尺寸：頂箱60 cm×50 cm×50 cm（長(zhǎng)×寬×高），地箱 60 cm×50 cm×15 cm（長(zhǎng)×寬×高）。每個(gè)大靜態(tài)箱種植2株玉米，當(dāng)玉米高度超過(guò)50 cm時(shí)，在每次采氣時(shí)頂箱會(huì)將其自然壓彎。小靜態(tài)箱頂箱尺寸為 50 cm×30 cm×20 cm（長(zhǎng)×寬×高），由長(zhǎng)×寬×高為25 cm×30 cm×20 cm的左右對(duì)稱的兩部分組成，其左右兩部分頂部安裝有搭扣且銜接處安裝有密封條，罩箱時(shí)將左右箱體對(duì)齊扣緊確保完全密封。地箱尺寸為50 cm×30 cm×15 cm（長(zhǎng)×寬×高）。小靜態(tài)箱頂箱頂部中央留一個(gè)7 cm×7 cm（長(zhǎng)×寬）的孔，使生長(zhǎng)后期玉米莖能夠通過(guò)采樣箱頂部。在玉米株高不超過(guò)20 cm時(shí)，采樣時(shí)直接將小箱頂部中央的孔用保鮮膜密封；在玉米株高超過(guò)20 cm時(shí)，采氣時(shí)高于20 cm的植株部分將露出箱體，此時(shí)需要用保鮮膜（日本生產(chǎn)，1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，其O2透過(guò)率為2.9 cm3·m-2·h-1，CO2透過(guò)率為 14.9 cm3·m-2·h-1，H2O 透過(guò)率為0.42 g·m-2·d-1）將玉米莖和箱體連接處密封，每個(gè)小箱內(nèi)種植1株玉米植株。安裝兩種尺寸的靜態(tài)箱地箱時(shí)，使玉米行平行于地箱短邊并處于長(zhǎng)邊正中央。試驗(yàn)開(kāi)始前3 d將地箱打入土壤中15 cm深處，以避免打地箱產(chǎn)生的土壤擾動(dòng)對(duì)N2O排放的影響。兩種規(guī)格的靜態(tài)箱外層均包有3 cm厚的泡沫板，以保證采氣期間箱內(nèi)的溫度變化小于3℃。頂箱內(nèi)部裝有長(zhǎng)4 m、內(nèi)徑4.17 mm的采氣管，另一端為連接采氣注射器的3通閥，除采氣外，其他時(shí)間均保持三通閥關(guān)閉。頂箱內(nèi)部頂端的兩個(gè)對(duì)角裝有兩個(gè)12 V的風(fēng)扇，采氣時(shí)連接電源，將箱內(nèi)氣體混合均勻。

N2O的采集在當(dāng)?shù)貢r(shí)間上午8：30至11：00之間進(jìn)行，氣體采集前先將頂箱罩上地箱，將密封條壓實(shí)，并用強(qiáng)力夾將頂箱與地箱夾緊從而保證氣密性。氣體采集時(shí)將頂箱罩45 min，以罩箱開(kāi)始為“0”時(shí)刻并用50 mL注射器采集第一針氣體，隨后分別在罩箱第15 min、30 min和45 min時(shí)分別抽取一次箱內(nèi)氣體，每次抽取20 mL。采氣時(shí)先用注射器抽取箱內(nèi)氣體，并緩慢推回箱內(nèi)，如此重復(fù)兩次，以保證所采集氣體混勻。氣體樣品直接密封于注射器中，并帶回實(shí)驗(yàn)室用氣相色譜于24 h內(nèi)測(cè)定完畢。施肥后，連續(xù)采集10 d；在灌水或較大降雨（＞ 20 mm）后，連續(xù)采集3 d；平時(shí)每4 d采集一次。氣相色譜儀型號(hào)為島津GC-14B（SHIMADZU，Kyoto，日本），安裝有ECD（Electron Capture Detector）和 FID（Flame Ionization Detector）檢 測(cè)器。采用99.999%的高純N2作載氣，并以10%的CO2作為補(bǔ)償氣，從而避免氣體樣品中CO2濃度改變對(duì)N2O濃度測(cè)定的影響。

1.3.2 溫度與降雨量

靜態(tài)箱頂箱安裝有溫度傳感器（JM20，天津今明儀器有限公司），N2O氣體采集的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)，將其連接數(shù)字溫度計(jì)（JM624，天津今明儀器有限公司）直接讀取溫度數(shù)據(jù)。試驗(yàn)期間的氣溫和降雨量數(shù)據(jù)來(lái)自實(shí)驗(yàn)站內(nèi)的氣象站。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

N2O排放通量計(jì)算公式：

F=k1×P0/P×273/（273+T）×M/V×H×dc/dt

式中：F 代表氣體排放通量，μg N2O-N·m-2·h-1；k1是單位量綱之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)（1000）；P0是箱內(nèi)大氣壓力，hPa；P是試驗(yàn)地點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力，1013 hPa；因試驗(yàn)地的海拔接近海平面（僅有37 m），P0/P≈1；T是罩箱時(shí)間內(nèi)箱內(nèi)的平均大氣溫度，℃；M代表N2O-N中 N 的摩爾質(zhì)量（28 g·mol-1）；V 為標(biāo)準(zhǔn)狀況下（273 K，1013 hPa）的氣體摩爾體積（22.4 L·mol-1）；H 是采樣箱高度，m；c是指箱內(nèi) N2O 的濃度，μL·L-1；t為罩箱時(shí)間，h；dc/dt表示罩箱時(shí)間內(nèi)N2O濃度的變化速率，μL·L-1·h-1；P0/P×273/（273+T）是利用采氣時(shí)的溫度和壓力校正標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積所采用的校正系數(shù)。

其中dc/dt有兩種計(jì)算方法，第一種算法為直線算法，即采用直線回歸法計(jì)算4個(gè)采樣時(shí)間點(diǎn)的dc/dt，若R2＞0.90則接受上述結(jié)果，否則舍棄一個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)繼續(xù)進(jìn)行直接回歸擬合，若R2＞0.90則接受3個(gè)點(diǎn)的擬合結(jié)果，以上條件均未滿足，則數(shù)據(jù)被認(rèn)為無(wú)效，排放視為0；第二種算法為曲線并直線算法[8-9，18]，即分別采用二次曲線回歸和直線回歸來(lái)擬合4個(gè)點(diǎn)的相關(guān)關(guān)系并分別計(jì)算初始斜率。同時(shí)對(duì)兩種擬合方法所得到的方程在P＜0.05的水平上進(jìn)行檢測(cè)，只有當(dāng)所得到的方程在P＜0.05的水平上達(dá)到顯著時(shí)，其初始斜率才被認(rèn)為有效而被接受，否則被認(rèn)為無(wú)效。如果二次曲線回歸和直線回歸所得到的方程都達(dá)到顯著，則比較二者的R2和初始斜率的值，只有當(dāng)二次曲線的R2和初始斜率都比直線的要高時(shí)，才采納二次曲線的值，否則用直線的初始斜率。其次，如果用4個(gè)點(diǎn)擬合所得到的二次曲線回歸方程和直線回歸方程都沒(méi)有達(dá)到顯著，則考慮去掉其中的一個(gè)點(diǎn)，然后用3個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行直線回歸擬合，選擇R2最大的結(jié)果，同時(shí)在P＜0.05的水平上進(jìn)行檢測(cè)，只有當(dāng)所得到的方程在P＜0.05的水平上達(dá)到顯著時(shí)，其初始斜率才被認(rèn)為有效而被采納，否則被認(rèn)為無(wú)效，排放視為0。最后，如果依據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)而獲得的初始斜率小于0，那么該排放也視為0。采用線性插值法估算未測(cè)定日期的N2O排放通量，然后將每日的排放量求和來(lái)計(jì)算整個(gè)夏玉米季的N2O累積排放量。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007處理，SPSS 17.0軟件進(jìn)行α=0.05水平下的顯著性檢驗(yàn)，采用Sigmaplot 12.0繪圖。

圖1 試驗(yàn)期間的氣溫和降雨量Figure1 Air temperature and precipitation during the summer maize season

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)期間的氣溫及降雨量

2012年和2013年夏玉米季N2O測(cè)定期間的氣溫和降雨量變化如圖1所示。由圖1可以看出，2012年試驗(yàn)期間的大氣溫度整體低于2013年同時(shí)期的大氣溫度，2012年和2013年N2O觀測(cè)期間大氣日平均溫度分別為23.3℃和25.8℃。夏玉米季降雨頻繁集中，2012年和2013年夏玉米季試驗(yàn)期間降雨量分別為430 mm和348 mm，兩年的日最高降雨量分別為66 mm和53 mm，均低于同年夏玉米播種時(shí)的灌水量。

2.2 不同處理的N2O排放通量

圖2為2012年和2013年夏玉米季N2O排放通量。由圖2可知，在整個(gè)觀測(cè)期間不同箱體結(jié)構(gòu)和計(jì)算方法所得到的N2O排放通量趨勢(shì)一致，數(shù)值差異很小。2012年夏玉米季期間共出現(xiàn)3個(gè)N2O排放高峰：第一個(gè)N2O排放高峰出現(xiàn)在播種灌水之后，雖然沒(méi)有使用任何氮肥，但由于灌水量較大（90 mm），引起了土壤強(qiáng)烈的干-濕交替，從而導(dǎo)致N2O的強(qiáng)烈排放；第二個(gè)和第三個(gè)N2O排放高峰均出現(xiàn)于施肥之后，最大日排放通量分別約為 1200、1100 μg N2O-N·m-2·h-1，這與施肥時(shí)高溫高濕的氣候條件及高施氮量有關(guān)，排放高峰出現(xiàn)前的兩次施氮量分別為100、150 kg N·hm-2。2013年夏玉米季期間也出現(xiàn)3個(gè)N2O排放高峰：第一個(gè)排放高峰出現(xiàn)于施肥并灌水后，第二個(gè)和第三個(gè)排放高峰都發(fā)生于施肥后，但由于兩次施氮量均較少（分別為 90、30 kg N·hm-2），兩個(gè)排放峰均小于2012年兩次追肥的N2O最大日排放通量。整體而言，N2O排放高峰的出現(xiàn)均與人為對(duì)土壤的擾動(dòng)，即施肥、灌水和翻耕有關(guān)。夏玉米播種時(shí)灌溉量較大，2012年和2013年灌水量分別為90 mm和75 mm，因此，無(wú)論在不施氮（2012年夏玉米季第一次施肥）還是施很少氮（2013年夏玉米季第一次施肥）的情況下，灌水均導(dǎo)致了N2O的強(qiáng)烈排放。相對(duì)而言，在整個(gè)夏玉米季期間，因降雨導(dǎo)致的N2O排放高峰要弱于因灌水出現(xiàn)的N2O排放高峰。

2.3 不同處理的N2O累積排放量

表1為2012年和2013年夏玉米季生長(zhǎng)期間的N2O累積排放量，由表1可知在兩年夏玉米季N2O監(jiān)測(cè)期間，使用小箱以及曲線并直線算法得到的N2O累積排放量，在數(shù)值上均高于其他3個(gè)處理，比其他處理的總排放量高5%～6%。但無(wú)論2012年還是2013年，使用不同箱法和算法得出的N2O累積排放量均無(wú)顯著差異（P＜0.05）。

圖2 不同箱體結(jié)構(gòu)和計(jì)算方法下的N2O排放通量Figure2 Dynamics of N2O flux under different chamber size and calculation method

表1 不同處理N2O累積排放量（g N2O-N·hm-2）Table1 N2O cumulative emissions of different treatments（g N2O-N·hm-2）

3 討論

3.1 箱體結(jié)構(gòu)對(duì)N2O排放通量的影響

由于玉米植株較高，玉米季N2O排放通量的觀測(cè)不同于草地生態(tài)系統(tǒng)或小麥季等，不同研究者采用了不同結(jié)構(gòu)的靜態(tài)箱對(duì)玉米季N2O排放進(jìn)行觀測(cè)。有研究者完全考慮了玉米植株對(duì)N2O排放的影響，即在玉米不同的生育期采用不同高度的靜態(tài)箱將玉米植株完全覆蓋[6]。但上述方法操作復(fù)雜，更重要的是，玉米生育后期靜態(tài)箱內(nèi)部體積很大，容易造成采樣不具代表性且樣品濃度低，更增加了測(cè)定結(jié)果的不確定性。因此，一些研究者在觀測(cè)農(nóng)田玉米季N2O排放時(shí)，部分考慮了玉米生長(zhǎng)，即在玉米植株超過(guò)靜態(tài)箱箱高時(shí)，將玉米切斷或壓彎[8-9，18]。但上述的切斷或壓彎均會(huì)影響玉米的正常生長(zhǎng)，影響了玉米生長(zhǎng)后期根系的生長(zhǎng)、根系對(duì)水分和氮素的吸收及地上部光合產(chǎn)物向土壤的供應(yīng)，最終可能會(huì)改變土壤的碳氮轉(zhuǎn)化過(guò)程和N2O的排放。保瓊莉等[22]對(duì)比了夏玉米根系密集區(qū)與行間土壤N2O濃度，結(jié)果表明，玉米根系密集區(qū)和行間的根系非密集區(qū)土壤N2O濃度無(wú)顯著差異。上述研究結(jié)論在一定程度上驗(yàn)證了本研究的結(jié)果，即在定量華北夏玉米農(nóng)田土壤N2O排放時(shí)，與不破壞玉米根系正常生長(zhǎng)的測(cè)定相比，因罩箱時(shí)折彎或折斷玉米造成的根系的生長(zhǎng)不良，不會(huì)影響N2O排放通量的測(cè)定。主要是因?yàn)槿A北平原農(nóng)田N2O排放的主要驅(qū)動(dòng)因子是施肥和灌水[9，23]，與以上兩個(gè)因子相比，根系對(duì)于夏玉米季N2O累積排放量的影響很小。

3.2 計(jì)算方法對(duì)N2O氣體排放通量的影響

本研究表明，在華北夏玉米季曲線并直線算法和直線算法得到的N2O累積排放量無(wú)顯著差異。為進(jìn)一步證實(shí)上述結(jié)論，我們對(duì)比了不同計(jì)算方法下得到的N2O日排放通量（表2）。表中（FQ/L-FL）/FL指曲線并直線算法計(jì)算得到的N2O排放通量高于直線算法的N2O通量的比例，比值越大，表明曲線并直線算法越高于直線算法。從表2可以看出，僅在利用大靜態(tài)箱定量N2O排放時(shí)，會(huì)出現(xiàn)曲線并直線算法低于直線算法的情況，但對(duì)應(yīng)的樣本數(shù)占總樣本的比例可忽略不計(jì)。直線算法得到的N2O排放通量，一般會(huì)在不同程度上低于曲線并直線算法得到的N2O排放通量。由表2還可以看出，在N2O排放通量較高時(shí)，兩種算法得到的N2O日排放通量很接近；而在N2O排放通量較小時(shí)，曲線并直線算法得到的N2O排放通量高于直線算法。我們進(jìn)一步選取了兩年N2O測(cè)定期間大箱和小箱的最大和最小日排放量驗(yàn)證上述結(jié)論。如圖3所示，無(wú)論大箱和小箱，在N2O排放通量最高時(shí)，直線算法的dc/dt值大于曲線算法，此時(shí)曲線并直線算法要取直線算法的dc/dt值，因此曲線并直線算法與直線算法得到的N2O排放通量結(jié)果一致；在N2O排放通量最小時(shí)，曲線算法的dc/dt值大于直線算法，此時(shí)曲線并直線算法要取曲線算法的dc/dt值，因此曲線并直線算法要大于直線算法得到的N2O排放通量。盡管此時(shí)曲線并直線算法的結(jié)果大于直線算法，但由于以上結(jié)果均發(fā)生于N2O排放通量較低的時(shí)候，且施肥和灌水等事件引起的排放高峰對(duì)季/周年N2O排放總量占主要比例[9，23]，此時(shí)因直線算法低估的N2O日排放通量對(duì)季/年的N2O排放總量的影響很小。綜上所述，在華北農(nóng)田夏玉米季N2O排放通量較高時(shí)，曲線并直線算法與直線算法得到的結(jié)果一致；而在N2O排放通量較小時(shí)，曲線并直線算法高于直線算法。由于N2O排放較弱時(shí)的通量對(duì)夏玉米季累積排放量貢獻(xiàn)很小，因此，采用直線并直線或直線算法得到的華北平原夏玉米季N2O累積排放量無(wú)顯著差異。

表2 曲線并直線算法和直線算法計(jì)算N2O排放通量對(duì)比Table2 Comparison of N2O flux between quadratic/linear model and linear model

4 結(jié)論

（1）在定量華北夏玉米農(nóng)田土壤N2O排放時(shí)，與不破壞玉米根系正常生長(zhǎng)的小箱測(cè)定相比，因使用大箱罩箱壓彎玉米造成的玉米生長(zhǎng)不良，不會(huì)顯著影響N2O累積排放通量的測(cè)定結(jié)果。

（2）曲線并直線和直線算法在計(jì)算華北平原夏玉米季N2O累積排放量時(shí)并無(wú)顯著差異。

[1]Myhre G D,Shindell F M,Bréon W,et al.Anthropogenic and natural radiative forcing[R]//Climate Change 2013：The physical science basis.Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.Cambridge：Cambridge U－niversity Press,2013：659-740.

[2]Bouwman L,Daniel J,Davidson E,et al.Drawing down N2O to protect climate and the ozone layer.A UNEP synthesis report[R].Kenya：United Nations Environment Programme（UNEP）,2013：17-25.

[3]Kanter D R,Zhang X,Mauzerall D L,et al.The importance of climate change and nitrogen use efficiency for future nitrous oxide emissions from agriculture[J].Environmental Research Letters,2016,11（9）：094003.doi：10.1088/1748-9326/11/9/094003

[4]Stehfest E,Bouwman L.N2O and NO emission from agricultural fields and soils under natural vegetation：Summarizing available measurement data and modeling of global annual emissions[J].Nutrient Cycling in A－groecosystems,2006,74（3）：207-228.

[5]Yao Z S,Zheng X H,Xie B H,et al.Comparison of manual and automated chambers for field measurements of N2O,CH4,CO2fluxes from cultivated land[J].Atmospheric Environment,2009,43（11）：1888-1896.

[6]Qin S P,Wang Y Y,Hu C S,et al.Yield-scaled N2O emissions in a winter wheat summer corn double-cropping system[J].Atmospheric Environment,2012,55：240-244.

[7]Liu C Y,Wang K,Zheng X H.Responses of N2O and CH4fluxes to fertilizer nitrogen addition rates in an irrigated wheat-maize cropping system in northern China[J].Biogeosciences,2012,9（2）：839-850.

[8]Hu X K,Su F,Ju X T,et al.Greenhouse gas emissions from a wheat maize double cropping system with different nitrogen fertilization regimes[J].Environmental Pollution,2013,176：198-207.

[9]Gao B,Ju X T,Su F,et al.Nitrous oxide and methane emissions from optimized and alternative cereal cropping systems on the North China Plain：A two-year field study[J].Science of the Total Environment,2014,42：112-124.

[10]Hutchinson G L,Mosier A R.Improved soil cover method for field measurement of nitrous oxide fluxes[J].Soil Science Society of America Journal,1981,45（2）：311-316.

[11]Conen F,Smith K A.An explanation of linear increase in gas concentration under closed chamber used to measure gas exchange between soil and the atmosphere[J].European Journal of Soil Science,2000,51（1）：111-117.

[12]Davidson E A,Savage K,Verschot L V,et al.Minimizing artifacts and biases in chamber-bases measurements of soil respiration[J].Agricultural and Forest Meteorology,2002,113（1）：21-37.

[13]Ding W X,Cai Y,Cai Z C,et al.Nitrous oxide emissions from an intensively cultivated maize-wheat rotation soil in the North China Plain[J].Science of the Total Environment,2007,373（2）：501-511.

[14]Barton L,Kiese R,Gatter D,et al.Nitrous oxide emissions from a cropped soil in a semi-arid climate[J].Global Change Biology,2008,14（1）：177-192.

[15]Ma Y C,Sun L Y,Zhang X X,et al.Mitigation of nitrous oxide emissions from paddy soil under conventional and no-till practices using nitrification inhibitors during the winter wheat-growing season[J].Biology and Fertility of Soils,2013,49（6）：627-635.

[16]Zhou Y,Zhang Y,Tian D,et al.Impact of dicyandiamide on emissions of nitrous oxide,nitric oxide and ammonia from agricultural field in the North China Plain[J].Journal of Environmental Sciences,2016,40：20-27.

[17]Kroon P S,Hensen A,van den Bulk W C M,et al.The importance of reducing the systematic error due to non-linearity in N2O flux measurements by static chambers[J].Nutrient Cycling in Agroecosystems,2008,82（2）：175-186.

[18]Htun Y M,Tong Y A,Gao P C,et al.Coupled effects of straw and nitrogen management on N2O and CH4emissions of rainfed agriculture in Northwest China[J].Atmospheric Environment,2017,157：156-166.

[19]Huang T,Ju X T,Yang H.Nitrate leaching in a winter wheat-summer maize rotation on a calcareous soil as affected by nitrogen and straw management[J].Scientific Reports,2017,7：42247.

[20]Ju X T,Xing G X,Chen X P,et al.Reducing environmental risk by improving N management in intensive Chinese agricultural systems[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2009,106（9）：3041-3046.

[21]岳善超.小麥玉米高產(chǎn)體系的氮肥優(yōu)化管理[D].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.

YUE Shan-chao.Optimum nitrogen management for high-yielding wheat and maize cropping system[D].Beijing：China Agricultural University,2013.

[22]保瓊莉,巨曉棠.夏玉米根系密集區(qū)與行間N2O濃度及與氨氧化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌數(shù)量的關(guān)系[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2011,15（5）：1156-1165.

BAO Qiong-li,JU Xiao-tang.The N2O concentration and the relationships with ammonia-oxidizing bacteria and denitrifiers abundance in root zone and row of summer maize[J].Plant Nutrition and Fertilizer Science,2011,15（5）：1156-1165.

[23]Ju X T,Lu X,Gao Z L,et al.Processes and factors controlling N2O production in an intensively managed low carbon calcareous soil under sub-humid monsoon conditions[J].Environmental Pollution,2011,159（4）：1007-1016.