滴灌水氮管理對玉米種植土壤無機(jī)氮含量和氧化亞氮排放的影響

肖 未，吳慶峰，李伏生

(廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院,廣西 南寧 530005)

氧化亞氮(N2O)是重要的溫室氣體之一，其單位質(zhì)量的增溫潛能是二氧化碳的265倍[1]。農(nóng)田土壤是N2O的主要排放源，農(nóng)田排放量約占全球N2O排放總量的25%[2]。農(nóng)田施用氮肥引起的N2O排放占土壤總N2O排放增量的70%[3]。與此同時，農(nóng)田施肥通常伴隨著灌溉，灌溉改變了土壤水分狀況，灌水量、灌水方式和灌水頻率等措施均會對土壤N2O的排放產(chǎn)生影響[4]。因此，研究合理的水肥管理對降低農(nóng)田N2O排放有重要意義。

土壤N2O是硝化與反硝化過程的中間產(chǎn)物[5]，無機(jī)氮作為硝化和反硝化作用的底物，其含量高低能影響土壤N2O的排放，而土壤無機(jī)氮含量則會隨施氮水平的提高而提高[6-7]。相對于傳統(tǒng)的大水漫灌、溝灌等，滴灌施肥技術(shù)能將水肥均勻、適量、精確地輸送到作物根部土壤，不僅能有效提高氮肥利用率，還能通過改變土壤通氣性、水分運(yùn)移及有效氮分布情況等，從而影響土壤硝化和反硝化作用[8-9]。前人研究表明，滴灌施肥技術(shù)將養(yǎng)分施到作物根層，減少土壤NO3?-N的累積，改變NH4+和NO3?濃度和分布，影響土壤酶活性，從而影響土壤N2O的排放[10]。謝海寬等[11]發(fā)現(xiàn)相同氮肥施用量下，滴灌相比常規(guī)漫灌在提高作物產(chǎn)量的同時，N2O排放總量減少29.4%～35.1%，而且沒有顯著的年際差異。于亞澤等[12]研究也發(fā)現(xiàn)，N2O排放量隨施氮量的增加而增加，滴灌與溝灌相比可有效降低N2O排放。大量研究還表明，滴灌施肥技術(shù)下的土壤水分及養(yǎng)分條件與常規(guī)漫灌或溝灌的有顯著差異[13]，影響了土壤氮素轉(zhuǎn)化過程[14]及N2O排放。

玉米是我國第一大糧食作物，對我國糧食安全有重大意義[15]，且廣西是全國玉米生產(chǎn)一年兩熟或者三熟的地區(qū)之一[16]，因此對種植玉米土壤N2O排放研究有重要意義。當(dāng)前滴灌施肥的研究主要集中在與傳統(tǒng)施肥的比較和不同施氮量等方面，而關(guān)于等氮肥用量下滴灌施氮對玉米土壤無機(jī)氮含量變化及土壤N2O排放的影響報(bào)道較少。因此，本文通過田間試驗(yàn)，研究不同滴灌灌水量和施氮比例對玉米生育時期土壤N2O排放通量和土壤無機(jī)氮含量的影響，并分析玉米土壤N2O排放通量和土壤無機(jī)氮含量的關(guān)系，以獲得玉米種植土壤N2O減排的滴灌施肥模式，并揭示不同滴灌灌水量和施氮比例下土壤無機(jī)氮含量對土壤N2O排放的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及材料

田間試驗(yàn)在廣西大學(xué)試驗(yàn)基地(N 22°51′12″，E 108°17′26″)移動防雨棚內(nèi)進(jìn)行。該移動棚通風(fēng)、透光，可以保障作物生長期間自然光照和溫度，可通過電控傳感器調(diào)節(jié)移動棚的遮蔽或移開，雨天時根據(jù)試驗(yàn)處理選擇避雨，非降雨時將移動棚移開。

供試土壤為赤紅壤，試驗(yàn)前0～20 cm耕層土壤的主要理化性質(zhì)如下：容重1.42 g·cm?3(環(huán)刀法)，田間持水量24.9%(質(zhì)量含水量，環(huán)刀法)，pH 6.7(水土質(zhì)量比2.5︰1.0，pH計(jì)法)，有機(jī)質(zhì)17.39 g·kg?1(重鉻酸鉀容量法–外加熱法)，全氮1.3 g·kg?1(半微量開氏法)，堿解氮94.52mg·kg?1(NaOH堿解擴(kuò)散法)，速效磷99.78mg·kg?1[0.05mol·L?1HCl–0.025mol·L?1(1/2 H2SO4)浸提，比色法]，速效鉀85.6mg·kg?1(1mol·L?1中性NH4OAc浸提，火焰光度法)。

供試作物為春季玉米和夏季玉米(生食水果玉米)，品種均為農(nóng)友利–美珍。

1.2 試驗(yàn)方法與管理

試驗(yàn)設(shè)3種滴灌灌水量(以下簡稱灌水量)，W60、W80和W100分別為田間持水量的50%～60%、70%～80%和90%～100%；設(shè)2種滴灌施氮比例(以下簡稱施氮比例)，F(xiàn)55為50%氮肥作基肥土施，50%氮肥作滴灌施肥(苗期30%，拔節(jié)期40%，孕穗期30%)，F(xiàn)37為30%氮肥作基肥土施，70%氮肥作滴灌施肥(苗期30%，拔節(jié)期40%，孕穗期30%)，試驗(yàn)為完全方案設(shè)計(jì)，共6個處理，每個處理重復(fù)3次，共18個小區(qū)，每小區(qū)面積8.64m2。小區(qū)之間用水泥磚墻(厚25 cm，深120 cm)隔開，做到各處理水分養(yǎng)分不相互滲透。每個小區(qū)種植4行玉米，行距60 cm，株距30 cm，靠近各小區(qū)邊緣的兩行，距離小區(qū)邊緣30 cm。穴播方式進(jìn)行播種，每穴留苗1株，每行種植12株。本研究共進(jìn)行2次試驗(yàn)，試驗(yàn)1為春季玉米，試驗(yàn)2為夏季玉米。

各處理肥料施用量一致，N、P2O5和K2O總施用量分別為180、90和180 kg·hm?2。氮肥為尿素(N質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46.2%，重慶建峰化工股份有限公司產(chǎn)品)，磷肥為鈣鎂磷肥(P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17%，廣西鹿寨萬強(qiáng)化肥有限責(zé)任公司產(chǎn)品)，鉀肥為氯化鉀(K2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，中化化肥有限公司產(chǎn)品)。所有處理磷鉀肥均作為基肥，氮肥按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)比例施入基肥和追肥?；拾囱ㄊ┓绞绞┤胪寥?，追肥采用滴灌施肥方式，先將尿素溶入一定量水中，將尿素溶液通過滴灌系統(tǒng)施入土壤。定苗后采用便攜式土壤水分測量儀(TRIME-PICO-IPH TDR)觀測土壤含水量，確保各處理土壤水分在試驗(yàn)設(shè)定范圍內(nèi)。每行玉米擺放一條滴灌帶，用水表控制灌水量，不同處理各生育期灌水量見表1。

表1 玉米各生育期不同水肥處理的灌水量1)Table 1 Irrigation amount at each growth stage of maize in different water and fertilizer treatments mm

1.2.1 春季玉米管理于2021年4月9日將作為基肥部分的尿素、鈣鎂磷肥以及氯化鉀施入各試驗(yàn)小區(qū)。4月10日播種，每穴播已催芽露白的玉米種子5粒，4月17日出苗，4月20日定苗，每穴留1株。4月23日苗期用滴灌系統(tǒng)施用尿素，5月1日進(jìn)行第1次培土，5月4日拔節(jié)期用滴灌系統(tǒng)施用尿素，5月20日進(jìn)行第2次中耕培土，5月22日孕穗期用滴灌系統(tǒng)施用尿素，于6月24日收獲鮮食玉米。春季玉米生育時期為：苗期4月10—28日；拔節(jié)期4月29日—5月19日；抽穗期5月20日—6月8日；成熟期6月9—24日，共76 d。

1.2.2 夏季玉米管理于2021年8月9日將作為基肥部分的尿素、鈣鎂磷肥以及氯化鉀施入各試驗(yàn)小區(qū)。8月10日播種，每穴播已催芽露白的玉米種子5粒，8月16日出苗，8月19日定苗，每穴留1株。8月21日苗期用滴灌系統(tǒng)施用尿素，8月28日進(jìn)行第1次培土，9月1日拔節(jié)期用滴灌系統(tǒng)施用尿素，9月18日進(jìn)行第2次中耕培土，9月19日孕穗期用滴灌系統(tǒng)施用尿素，于10月20日收獲鮮食玉米。夏季玉米生育時期為：苗期8月10—26日；拔節(jié)期8月27日—9月17日；抽穗期9月18日—10月7日；成熟期10月8—20日，共71 d。

1.3 樣品采集和測定

1.3.1 N2O氣體收集及測定用靜態(tài)箱法收集N2O氣體，靜態(tài)箱用不銹鋼制成，包括底座和箱蓋兩部分，底座和箱蓋之間用橡膠墊圈密封。底座為正方形，高度30 cm，邊長37 cm，帶有凹槽，在播種前一周埋入地下30 cm，置于玉米行間，壓實(shí)底座周圍土壤，保證其密封狀態(tài)。箱蓋為頂部密封的正方形柱體，高度25 cm，邊長35 cm，每個靜態(tài)箱裝有取樣端口、溫度探頭和小風(fēng)扇。每個小區(qū)放置1個靜態(tài)箱(玉米行之間中部)，施肥后1、3、5 d采樣，不施肥時，間隔7 d采樣。采樣時間為上午09:00開始，采樣時將箱蓋放至凹槽處灌滿水的底座上，分別于0、10、20和30min用50m L醫(yī)用注射器(成都市新津事豐醫(yī)療器械有限公司)取樣。用Agilent 7890A氣相色譜儀(美國安捷倫科技公司)中ECD檢測器測定樣品中的N2O濃度，檢測溫度為350℃，柱溫60℃，氫氣流速為40m L·min?1，載氣為99.99%高純氬/甲烷氣(95%氬氣＋5%甲烷，體積分?jǐn)?shù))。手動打入氣樣20m L至ECD檢測器中，每組氣體樣品進(jìn)樣時間為4.45min。

土壤N2O通量是指單位時間內(nèi)通過單位面積的N2O質(zhì)量，可根據(jù)箱內(nèi)氣體濃度的變化計(jì)算得出。計(jì)算公式如下[17]：

式中：F為土壤N2O通量，μg·m?2·h?1；P為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(1.013×105 Pa)；M為N2O氣體的摩爾質(zhì)量分?jǐn)?shù)(44.0 g·mol?1)；H為箱體高度(25 cm)；T為采氣時箱體內(nèi)的平均溫度，℃；R為氣體常數(shù)(8.314 J·mol?1·kg?1)；d c/d t為土壤N2O排放速率，μL·m?3·h?1。

不同生育期N2O排放量(f)是相鄰兩次氣體通量平均值乘以間隔時間，再累加而得。

式中：Fi為第i次所測土壤N2O通量；Fi?1為第i?1次所測土壤N2O通量；t為相鄰兩次采集氣體間隔時間，d；n為同一生育期N2O測定次數(shù)。全生育期N2O總排放量為不同生育期N2O排放量之和。

1.3.2 土壤采集及測定每次在滴灌系統(tǒng)施用氮肥第2天(苗期在出苗日采土)，使用不銹鋼土鉆(直徑6 cm)按照5點(diǎn)采樣法采集各試驗(yàn)小區(qū)0～20 cm耕層土壤，剔除雜草、碎石和根系后，放入對應(yīng)編號密封袋，帶回實(shí)驗(yàn)室置于4℃冰箱保存，用于銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮含量的測定。

土壤無機(jī)氮(銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮)含量用0.01mol·L?1的CaCl2浸提后，采用連續(xù)流動化學(xué)分析儀AA3(德國Bran + Luebbe公司)測定[18]。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Excel 2019和SPSS 26.0軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。顯著性檢驗(yàn)用方差分析法，多重比較用Duncan?s法，用Pearson法分析土壤N2O通量和土壤無機(jī)氮含量之間的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤N2O排放

2.1.1 土壤N2O通量不同處理下春季和夏季玉米生育期內(nèi)土壤N2O通量的變化見圖1。2次試驗(yàn)土壤N2O通量排放高峰均出現(xiàn)在每次灌溉及施肥之后。春季玉米試驗(yàn)中(圖1a)，在W60和W80處理下，施肥后N2O通量均表現(xiàn)為施氮比例F37>F55，而在W100處理下，則表現(xiàn)為F37

圖1 不同處理下春季和夏季玉米土壤N2O通量的變化Fig.1 Changes of N2O fluxes in spring and summer maize soil under different treatments

夏季玉米試驗(yàn)中(圖1b)，在3個水平的灌水量處理下，施肥后N2O通量除苗期表現(xiàn)為施氮比例F37F55。F37處理下，施肥后N2O通量在拔節(jié)期和成熟期為W60

2.1.2 土壤N2O累積排放量不同處理對春季和夏季玉米土壤N2O累積排放量的影響見表2。春季玉米試驗(yàn)中，W60處理下除成熟期外，其余時期F37處理的土壤N2O累積排放量顯著高于F55；W80處理下，抽穗期F37處理的土壤N2O累積排放量較F55顯著高48.3%。施氮比例F37處理下，拔節(jié)期W60的土壤N2O累積排放量顯著高于W80和W100，分別高48.4%和31.6%；施氮比例F55處理下苗期和抽穗期各水分處理土壤N2O累積排放量均表現(xiàn)為W100>W80>W60。從整個生育期土壤N2O累積排放總量來看，W60F55處理顯著低于其他處理，W80F55次之。

表2 不同處理下玉米各生育期土壤N2O累積排放量及方差分析1)Table 2 Cumulative emissions of N2O at each growth stage of maize under different treatments g·hm?2

夏季玉米試驗(yàn)中，W60處理下，拔節(jié)期F37土壤N2O累積排放量較F55顯著高41.2%，而抽穗期和成熟期則顯著低21.6%和25.7%；W80處理下除苗期外，F(xiàn)37土壤N2O累積排放量均顯著高于F55；W100處理下，拔節(jié)期和成熟期F37土壤N2O累積排放量較F55分別高42.2%和20.1%。施氮比例F37處理下，苗期W80土壤N2O累積排放量較W60顯著高21.6%，成熟期W100土壤N2O累積排放量顯著高于W60和W80。施氮比例F55處理下，拔節(jié)期W100土壤N2O累積排放量顯著高于W60和W80，成熟期W80土壤N2O累積排放量顯著低于W60和W100。從整個生育期土壤N2O累積排放總量來看，W60F37和W80F55處理的土壤N2O累積排放量均較低。

2.2 土壤無機(jī)氮含量

2.2.1 銨態(tài)氮含量不同處理對春季玉米和夏季玉米不同生育時期土壤銨態(tài)氮含量的影響見表3?？偟膩砜?，2季玉米種植土壤銨態(tài)氮含量隨著玉米生長都表現(xiàn)為先增加再減少，成熟期土壤銨態(tài)氮含量相對于苗期有增加。春季玉米試驗(yàn)中，施氮比例F37處理下，4個時期各水分處理的土壤銨態(tài)氮含量之間差異顯著，均表現(xiàn)為W100> W80> W60；施氮比例F55處理下，除苗期外土壤銨態(tài)氮含量與F37規(guī)律一致。從水分處理來看，除苗期外，其余時期土壤銨態(tài)氮含量均為W100>W80> W60。

表3 不同處理下玉米各生育期土壤銨態(tài)氮含量1)Table 3 Soil ammonium nitrogen content at each growth stage of maize under different treatments g·hm?2

夏季玉米試驗(yàn)中，W60處理下，拔節(jié)期和抽穗期F55土壤銨態(tài)氮含量較F37分別提高16.9%和6.0%；W80處理下，苗期和拔節(jié)期F55土壤銨態(tài)氮含量較F37分別提高7.6%和4.9%，而抽穗期則相反，F(xiàn)55土壤銨態(tài)氮含量較F37低5.2%；W100處理下，拔節(jié)期、抽穗期和成熟期F55土壤銨態(tài)氮含量較F37分別提高19.7%、8.6%和8.6%，且差異顯著。施氮比例F55處理下，各生長期土壤銨態(tài)氮含量均表現(xiàn)為W100>W80>W60，且除拔節(jié)期F37W80與F37W100以外，差異均顯著。施氮比例F37處理下，土壤銨態(tài)氮含量變化與F55規(guī)律一致，且除拔節(jié)期W80與W100以外，差異均顯著。

2.2.2 硝態(tài)氮含量不同處理對春季玉米和夏季玉米不同生育時期土壤硝態(tài)氮含量的影響見表4。春季玉米試驗(yàn)中，W60處理下，抽穗期F55土壤硝態(tài)氮含量較F37提高19.1%；W80處理下，苗期和抽穗期F55土壤硝態(tài)氮含量較F37分別提高7.0%和52.8%；W100處理下，拔節(jié)期和成熟期F37土壤硝態(tài)氮含量較F55分別提高37.1%和7.2%。施氮比例F37處理下，不同水分處理土壤硝態(tài)氮含量表現(xiàn)為：苗期和拔節(jié)期W100>W80>W60，抽穗期W60低于W80和W100，成熟期W100>W60>W80；施氮比例F55處理下，不同水分處理土壤硝態(tài)氮含量表現(xiàn)為：苗期W60顯著低于W80和W100，拔節(jié)期和抽穗期W80高于W100和W60，成熟期W100顯著高于W60和W80。

表4 不同處理下玉米各生育期土壤硝態(tài)氮含量1)Table 4 Soil nitrate nitrogen content at each growth stage of maize under different treatments g·hm?2

夏季玉米試驗(yàn)中，W60處理下，拔節(jié)期、抽穗期和成熟期F55土壤硝態(tài)氮含量較F37分別提高17.3%、10.3%和74.6%；W80處理下，苗期和成熟期F55土壤硝態(tài)氮含量較F37分別增加40.6%和16.6%；W100處理下，苗期和抽穗期F37土壤硝態(tài)氮含量較F55分別提高52.5%和24.6%。施氮比例F37處理下，不同水分處理土壤硝態(tài)氮含量表現(xiàn)為：苗期和拔節(jié)期W100>W80>W60，抽穗期和成熟期W80>W100>W60。施氮比例F55處理下，不同水分處理土壤硝態(tài)氮含量表現(xiàn)為：苗期W80顯著高于W60和W100，抽穗期和成熟期W80>W60> W100。

2.2.3 亞硝態(tài)氮不同處理對春季和夏季玉米不同生育時期土壤亞硝態(tài)氮含量的影響見表5。春季玉米試驗(yàn)中，W60處理下，苗期和拔節(jié)期F55土壤亞硝態(tài)氮含量較F37分別提高160.6%和107.6%；W80處理下，拔節(jié)期F55土壤亞硝態(tài)氮含量也顯著高于F37；W100處理下，苗期F37土壤亞硝態(tài)氮含量較F55增加75.9%。施氮比例F37處理下，苗期W60土壤亞硝態(tài)氮含量較W80和W100分別低88.0%和89.3%，拔節(jié)期W100土壤亞硝態(tài)氮含量較W60和W80分別高284.5%和290.8%；F55處理下，土壤亞硝態(tài)氮含量表現(xiàn)為：苗期W80>W100>W60，且差異顯著，拔節(jié)期W100顯著高于W60和W80，抽穗期W100>W60>W80，且差異顯著，成熟期W100顯著高于W80。

夏季玉米試驗(yàn)中，W60處理下苗期W37土壤亞硝態(tài)氮含量顯著高于W55，W100處理下成熟期F55土壤亞硝態(tài)氮含量較F37高33.1%。施氮比例F37處理下，不同水分處理土壤亞硝態(tài)氮含量表現(xiàn)為：苗期W100>W60>W80，拔節(jié)期W100>W80>W60，抽穗期和成熟期W100顯著高于W60和W80；F55處理下，不同水分處理土壤亞硝態(tài)氮含量表現(xiàn)為：苗期、抽穗期和成熟期W100顯著高于W60和W80，拔節(jié)期W100> W80> W60。

表5 不同處理下玉米各生育期土壤亞硝態(tài)氮含量1)Table 5 Soil nitrite nitrogen content at each growth stage of maize under different treatments μg·hm?2

2.3 土壤氧化亞氮通量與無機(jī)氮含量的關(guān)系

將土壤N2O通量與采集氣樣當(dāng)天的土壤無機(jī)氮含量進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表6。由表6可以看出，春夏兩季玉米土壤N2O通量與土壤硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮含量之間呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.433～0.579和0.396～0.532，與土壤銨態(tài)氮含量之間呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性不顯著。因此，土壤硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮含量顯著影響土壤N2O通量，而土壤銨態(tài)氮含量不顯著影響土壤N2O通量。

表6 土壤N2O通量與無機(jī)氮含量的相關(guān)性分析1)Table 6 Correlation analysis of soil N2O flux and inorganic nitrogen content

3 討論與結(jié)論

3.1 土壤N2O排放

土壤N2O的產(chǎn)生是由硝化和反硝化過程共同作用的結(jié)果[19]。土壤硝化作用是指在好氧條件下，土壤硝化微生物將銨(NH4+)、氨(NH3)等轉(zhuǎn)化為亞硝酸根(NO2?)或硝酸根(NO3?)等的過程[20]。土壤反硝化作用則是在缺氧條件下，土壤反硝化微生物將NO3?還原為一氧化氮(NO)、N2O與氮?dú)?N2)的過程[21]。本研究中土壤N2O排放高峰均出現(xiàn)在每次滴灌施用氮肥之后，這與土壤硝化和反硝化過程主要依賴于土壤水分以及底物的規(guī)律一致[19]。

本研究中，土壤N2O通量在玉米苗期較高，可能原因是氮肥作基肥土施和苗期追肥后，苗期時玉米對氮素利用較少，土壤中無機(jī)氮累積，而灌水促進(jìn)硝化和反硝化作用，從而導(dǎo)致土壤N2O通量增加。土壤N2O通量高峰主要集中在拔節(jié)期和抽穗期滴灌施肥后1周內(nèi)，可能原因是尿素施入土壤后，在1周內(nèi)會轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮，為硝化作用提供了底物，從而有利于硝化過程中N2O的排放，這與劉廣深等[22]施肥后土壤N2O排放增加的規(guī)律一致。杜婭丹等[23]發(fā)現(xiàn)，施氮后土壤中氮濃度增加，從而增強(qiáng)土壤硝化和反硝化作用。從水分處理來看，施用氮肥后W100土壤N2O通量高峰顯著高于W60和W80，說明高土壤含水量促進(jìn)土壤N2O的排放[24]。王艷麗等[25]也發(fā)現(xiàn)，土壤水分飽和有利于嫌氣環(huán)境，而嫌氣環(huán)境增加反硝化潛勢和N2O排放。從施氮比例來看，相同水分處理下，施肥后F55土壤N2O通量高峰低于F37，這可能是不同施氮比例影響了氮肥在不同生育期的分布所致。

從不同施氮比例來看，在相同水分處理下，施氮比例F37與F55處理的土壤N2O累計(jì)排放量主要區(qū)別在于抽穗期，對于春季玉米試驗(yàn)，W60和W80處理下土壤N2O累計(jì)排放量均表現(xiàn)為F37顯著高于F55，對夏季玉米試驗(yàn)，W80處理下土壤N2O累計(jì)排放量規(guī)律一致。此外，W80F55處理2季玉米全生育期土壤N2O總排放量較低，且該處理春季玉米的鮮穗產(chǎn)量為1407.4 kg·hm?2，夏季玉米為2185.2 kg·hm?2，顯著高于其他處理(結(jié)果未列示)。

3.2 土壤無機(jī)氮

本研究中，相同水分處理下，在抽穗期，施氮比例F55土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量大多顯著高于F37，而W80處理下F37土壤亞硝態(tài)氮含量顯著高于F55。其可能原因是不同施氮比例下，促進(jìn)作物地下部根系生長程度不同，使氮素吸收效率不同，使土壤細(xì)菌繁殖活性不同等，同時，土壤細(xì)菌的生長和繁殖也會引起土壤無機(jī)氮動態(tài)變化[26]。

從不同水分處理來看，成熟期土壤銨態(tài)氮含量較苗期高，可能是由于成熟期追肥后導(dǎo)致土壤銨態(tài)氮增加，同時酸性土壤中易發(fā)生硝態(tài)氮異化還原成銨的反應(yīng)，使硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮向銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化[27]。土壤銨態(tài)氮含量均表現(xiàn)為W60

3.3 土壤N2O通量和土壤無機(jī)氮含量的關(guān)系

本試驗(yàn)中，土壤N2O通量與土壤硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮含量之間呈極顯著正相關(guān)，說明土壤硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮含量的變化顯著影響土壤N2O的排放，這與馬蘭等[28]和張藝?yán)诘萚29]的研究結(jié)果一致。他們也發(fā)現(xiàn)，土壤N2O通量與土壤硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮含量之間呈顯著正相關(guān)。

3.4 結(jié)論

相同施氮比例下，施肥后W100土壤N2O通量高于W60和W80。相同水分處理下，施肥后F55土壤N2O通量高峰低于F37。W80F55處理2季玉米全生育期土壤N2O總排放量較低，且該處理2季玉米鮮穗產(chǎn)量高于其他處理。此外，土壤硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮含量顯著影響土壤N2O通量。特別是在2季玉米苗期和拔節(jié)期，土壤硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮含量越高，土壤進(jìn)行的硝化與反硝化作用越強(qiáng)烈，導(dǎo)致中間產(chǎn)物土壤N2O排放越多。