奶牛養(yǎng)殖糞水還田對風(fēng)沙土農(nóng)田N2O和NO排放的影響

楊從，劉德燕，黃皓文，陳雷，樊俊銘，王銀宏，石孝東，田彥鋒，丁維新*

（1.土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國科學(xué)院南京土壤研究所，南京 210008；2.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.南京外國語學(xué)校，南京 210008；4.內(nèi)蒙古優(yōu)然牧業(yè)有限責(zé)任公司，呼和浩特 010070）

養(yǎng)殖場糞污是制約奶牛養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的重要因素之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一頭500~600 kg的成年奶牛每日排糞30~50 kg、排尿15~25 kg，產(chǎn)生污水15~20 L[1]，這些糞污可通過徑流或下滲污染地下水，若處理不當(dāng)，將會對大氣環(huán)境和人類健康造成危害[2-3]。當(dāng)前，奶牛養(yǎng)殖場糞污的主要處置方式包括沼氣發(fā)酵產(chǎn)氣、固液分離固體堆肥、固液分離液體達(dá)標(biāo)排放、還田消納等[4-7]。其中，糞污就近還田處理成本最低、養(yǎng)分價(jià)值最高，但是目前我國糞污還田比例不足40%[8]。

N2O 是重要的溫室氣體之一，可導(dǎo)致全球變暖并破壞臭氧層[9]。NO 在大氣中易氧化成NO2，在太陽紫外線照射下二者可與碳?xì)浠衔锓磻?yīng)產(chǎn)生光化學(xué)煙霧[10]。農(nóng)田土壤是氮氧化物的重要排放源[11]，有機(jī)肥種類、用量和施肥方式通過影響土壤中硝化和反硝化作用 改 變N2O 或NO 排 放[12]。Pereira 等[13]的室內(nèi)培 養(yǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與化肥相比，牛糞處理降低土壤NO 排放量80%，但對N2O 排放無影響。牛糞塊的大小對N2O排放也有影響，Tang 等[14]發(fā)現(xiàn)牛糞塊尺寸越小，單位作物產(chǎn)量的N2O 排放量及N2O 累積排放量越低。陳哲等[15]的田間試驗(yàn)表明，與化肥相比，豬糞與化肥配施處理的N2O 累積排放量增加了23.1%~39.5%，但240 kg·hm-2和300 kg·hm-2施氮量之間差異不顯著。Aguilera 等[16]發(fā)現(xiàn)，在相同施氮水平下，與化肥相比，固體豬糞對N2O 排放的降低幅度高于液體豬糞。這些結(jié)果表明有機(jī)肥類型與施用方式對農(nóng)田土壤N2O和NO 排放的影響存在很大差異，需要建立針對區(qū)域土壤和氣候特點(diǎn)的糞污還田技術(shù)，實(shí)現(xiàn)奶牛養(yǎng)殖糞污部分或全部替代化肥。

第五次全國荒漠化和沙化監(jiān)測結(jié)果顯示，我國沙化土地面積約172 萬km2，占國土面積的18%，但其土壤有機(jī)質(zhì)含量低于1.5%[17]，易跑水跑肥，養(yǎng)分供應(yīng)嚴(yán)重不足。為提高作物產(chǎn)量，不得不大量施用化肥[18]。對東北443 個(gè)農(nóng)戶的入戶調(diào)查結(jié)果表明，玉米季氮肥用量已經(jīng)達(dá)到350 kg·hm-2[19]，這不僅增加成本，而且也增加了土壤N2O 和NO 排放[20]。目前，國內(nèi)外研究更多關(guān)注固體有機(jī)肥種類和用量對N2O 排放的影響，而關(guān)于養(yǎng)殖場液態(tài)糞水還田如何影響含氮?dú)怏w（N2O和NO）排放及區(qū)域適宜的施用方式為何，已成為需要解決的科學(xué)問題。為了實(shí)現(xiàn)規(guī)?；膛ｐB(yǎng)殖場糞污農(nóng)田就近消納，減少其對環(huán)境的污染，本研究于2021年在遼寧省彰武縣阜新優(yōu)然牧業(yè)有限責(zé)任公司農(nóng)場建立田間試驗(yàn)，探究糞污施用方式對土壤N2O 和NO排放、青貯玉米產(chǎn)量等的影響，以期為奶牛養(yǎng)殖場種養(yǎng)一體化提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

田間試驗(yàn)位于遼寧省彰武縣西六家子鎮(zhèn)新屯子村的阜新優(yōu)然牧業(yè)有限責(zé)任公司農(nóng)場（42°23'24″N，122°32'24″E）。彰武縣地處科爾沁沙地南緣，海拔57~314 m，屬溫帶季風(fēng)大陸性氣候，年均氣溫7.4 ℃，年均降水489 mm，降水主要集中在7—8 月。全縣風(fēng)沙土面積占33.90%，耕層（0~20 cm）土壤性質(zhì)為：pH 6.70、有機(jī)碳2.86 g·kg1，總氮0.29 g·kg1、有效磷（P2O5）96.02 mg·kg1、速效鉀（K2O）158.98 mg·kg1、砂粒含量85.06%。種植作物為青貯玉米，一年一熟。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

田間試驗(yàn)設(shè)5 個(gè)處理：不施肥對照（CK）、常規(guī)化肥（NPK）、固體有機(jī)肥+追施化肥（SM）、液體有機(jī)肥1次基施2 次追施（LMT）、液體有機(jī)肥1 次基施3 次追施（LMF）。小區(qū)面積3 m×7 m，每個(gè)處理4 次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列?；蕿槟蛩亍⑦^磷酸鈣和硫酸鉀，液體有機(jī)肥是奶牛養(yǎng)殖場固液分離后排入氧化塘發(fā)酵后的液態(tài)糞水，固體有機(jī)肥是固液分離后的固態(tài)糞肥經(jīng)過4個(gè)月堆腐發(fā)酵而成。氮肥用量為250 kg·hm-2、磷肥（P2O5）用量為75 kg·hm-2、鉀肥（K2O）用量為60 kg·hm-2?；r(shí)，固體和液體有機(jī)肥中氮含量分別為13.35、0.74 g·kg-1，磷含量分別為3.18、0.06 g·kg-1，鉀含量分別為12.76、1.38 g·kg-1。各處理固體和液體有機(jī)肥用量見表1。磷肥和鉀肥作為基肥一次性施入，固體和液體有機(jī)肥處理中帶入的磷或鉀不足時(shí)，用過磷酸鈣或硫酸鉀補(bǔ)充?；视诓シN當(dāng)日均勻撒入小區(qū)，然后立即翻入0~20 cm 耕層。液體有機(jī)肥則噴灑于土壤表面。施肥和播種時(shí)間為2021 年7 月5 日，追肥時(shí)間分別為2021年8月6日、8月24日和9月3日。

表1 玉米季不同處理肥料施用時(shí)間和用量（kg·hm–2，以N計(jì)）Table 1 Time and amount of fertilizer applied in different treatments in maize season（kg·hm–2，calculated by N）

1.3 N2O和NO排放通量測定

土壤N2O 和NO 排放通量采用靜態(tài)箱-氣相色譜法測定。播種前，將采樣底座（60 cm×20 cm）預(yù)先埋入10 cm 深度土壤。底座上方設(shè)有高5 cm、內(nèi)徑5 cm 的凹槽，用于儲水密封。特制不銹鋼采樣箱[21]尺寸為60 cm×20 cm×15 cm，其頂部設(shè)有兩個(gè)端口：一個(gè)用于測定氣室內(nèi)溫度，用安裝有溫度計(jì)的橡膠塞塞住，并涂上硅膠密封；另一個(gè)用于采集氣體，連接有長10 cm、內(nèi)徑2 mm 的硅膠管，硅膠管另一端安裝三通閥，采氣時(shí)與注射器連接。采集氣體樣品時(shí)，將采樣箱輕輕放置于底座凹槽中，并用水密封，于密封后的第0、10、20、30 分鐘分別用注射器抽取氣室內(nèi)氣體樣品40 mL，立即注入已抽成真空的鋼化玻璃瓶內(nèi)，帶回實(shí)驗(yàn)室分析N2O濃度。在采氣箱密封的第0、30 分鐘，用1 000 mL 玻璃注射器抽取2 L 氣體，注入真空的Teflon 氣袋中，密封后帶回實(shí)驗(yàn)室立即分析NO濃度。

N2O 濃度用氣相色譜分析儀（Agilent 7890，Shi?madzu GC-14B）測定，檢測器為63Ni 電子捕獲檢測器（ECD）。色譜柱為80/100 目Porapak Q 填充柱。進(jìn)樣器、檢測器和填充柱的溫度分別為100、300 ℃和65 ℃。載氣為氬甲烷（95%氬氣＋5%甲烷），流速40 mL·min1，反吹氣為高純氮?dú)?。N2O 標(biāo)準(zhǔn)氣體由國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心提供。NO氣體濃度用化學(xué)發(fā)光NOx分析儀（Model 42i，Thermo Fisher Scientific Inc）檢測。

1.4 土壤樣品采集和參數(shù)測定

每次采集氣體樣品時(shí)，記錄5 cm 和10 cm 處土壤溫度，用時(shí)域反射儀（TDR）測定5 cm 處土壤體積含水量，并換算為土壤孔隙含水率（WFPS，%）[22]。同時(shí)，用直徑5 cm 的土鉆多點(diǎn)采集各小區(qū)耕層（0~20 cm）土壤樣品，混合均勻后用四分法留出一份代表樣，于實(shí)驗(yàn)室測定土壤無機(jī)氮（NH+4-N、NO-3-N）含量。土壤經(jīng)2 mol·L1KCl提取（土水比1∶5），25 ℃恒溫振蕩60 min，過濾后用流動(dòng)注射分析儀（Skalar，荷蘭）測定無機(jī)氮含量。

青貯產(chǎn)量和吸氮量測定：玉米生長至蠟熟期時(shí)，距地面以上20 cm 進(jìn)行全株收獲，稱量法獲得青貯鮮質(zhì)量，各小區(qū)用五點(diǎn)取樣法取5 棵植株用于測定株高、莖粗，隨機(jī)取出3 顆代表性植株軋碎烘干至質(zhì)量恒定，計(jì)算干質(zhì)量。整株粉碎后混合均勻，采用硫酸-混合加速劑-蒸餾法測定總氮含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

土壤N2O和NO排放通量用公式（1）計(jì)算：

式中：F為N2O或NO排放通量（以N計(jì)），μg·m2·h1；ρ 為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下N2O 或NO 密度，分別為1.25、1.339 kg·m3；h 為采氣箱高度，0.15 m；Δc/Δt 為采氣箱內(nèi)N2O 或NO 氣體濃度的變化率，109·h1；T 為采氣箱內(nèi)溫度，℃；60用于單位轉(zhuǎn)換。

土壤N2O和NO累積排放量采用公式（2）計(jì)算：

式中：EC為N2O 或NO 累積排放量（以N 計(jì)），kg·hm2；i 為第i 次氣體采樣；ti+1-ti為兩次相鄰測定間隔的時(shí)間，d；24×105用于單位轉(zhuǎn)換。

肥料氮誘導(dǎo)的N2O 和NO 排放系數(shù)（FE，%）用公式（3）計(jì)算：

式中：FN和FCK分別為施肥和對照處理N2O或NO的累積排放量，kg·hm2；UN為施氮量，kg·hm2。

肥料氮利用率（EN，%）用公式（4）計(jì)算：

式中：AN和ACK分別為施肥處理和對照處理的作物總吸氮量，kg·hm2；UN為施氮量，kg·hm2。

使用Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，Origin 2018 進(jìn)行制圖。應(yīng)用SPSS 26.0 進(jìn)行單因素方差分析，方差分析達(dá)到顯著性水平（P<0.05）后采用LSD 法進(jìn)行處理間多重比較。N2O 或NO 排放通量與環(huán)境因子間的關(guān)系采用Pearson相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 青貯玉米產(chǎn)量和肥料氮利用率

施肥顯著提高了青貯玉米產(chǎn)量和氮吸收量（圖1）。與CK 處理相比，NPK、SM、LMT 和LMF 處理玉米產(chǎn)量分別增加53.29%、38.10%、51.99%和35.92%，氮吸收量分別為CK處理的2.44、2.22、2.31倍和1.98倍。施氮處理青貯玉米產(chǎn)量變化范圍為11.67~13.16 t·hm2，各處理間無顯著差異。與NPK 處理相比，SM和LMT 處理玉米氮吸收量無顯著變化，但LMF 處理顯著降低。SM、LMT 與NPK 處理的肥料氮利用率為22.30%~26.32%，各處理間無顯著差異，而LMF 處理僅為17.96%。

圖1 青貯玉米產(chǎn)量、吸氮量和氮素利用率Figure 1 Yield，nitrogen uptake and nitrogen use efficiency of silage maize

2.2 N2O和NO排放量

除CK 外，施氮處理N2O 排放通量在施肥后出現(xiàn)排放峰值，隨后逐漸降低至下一次施肥再次出現(xiàn)峰值（圖2a）?；适┯煤螅琇MT處理土壤N2O排放通量最大，為49.62 μg·m2·h1，出現(xiàn)在施肥后第2 天；NPK處理土壤N2O 排放通量在施肥后第10 天達(dá)到峰值，為48.23 μg·m2·h1；LMF 處 理 的N2O 排放 峰 值 為30.65 μg·m2·h1；SM 處理未出現(xiàn)明顯N2O 排放峰。第一次追肥后，SM 處理的N2O 排放通量最大，達(dá)到63.98 μg·m2·h1。第二次追肥后由于LMT 處理的液態(tài)有機(jī)肥用量高于LMF 處理，N2O 排放通量顯著高于LMF 處理。第三次追肥后LMF 處理的N2O 排放通量達(dá)到整個(gè)生長季的最大值92.60 μg·m2·h1。

圖2 不同處理土壤N2O和NO排放通量Figure 2 Soil N2O and NO emission fluxes under different treatments

玉米生長季土壤NO 排放通量的變化特征與N2O相似（圖2b）。LMT 和LMF 處理的NO 排放峰值出現(xiàn)在基肥施用后第4 天，分別為225.57 μg·m2·h1和193.28 μg·m2·h1，NPK 處理的NO 排放峰出現(xiàn)在基肥后第7 天，為182.16 μg·m2·h1。在第一次追肥后的第3天，LMT和LMF處理出現(xiàn)NO排放峰，而NPK和SM 處理的排放峰出現(xiàn)在第9 天，NPK 處理的峰值為259.34 μg·m2·h1。第二次追肥后LMT 和LMF 處理的NO排放峰相對較低。第三次追肥后LMF處理也出現(xiàn)NO排放峰值。

各施肥處理的NO/N2O表現(xiàn)為施肥后一周迅速增大，隨后降低到1 以下直至下一次施肥再高于1（圖2c），表明施肥后較高的N2O 和NO 排放量主要通過硝化作用產(chǎn)生。LMT 和LMF 處理的NO/N2O 在第二次和第三次追肥后未出現(xiàn)明顯增大，接近1。

2.3 N2O和NO累積排放量

玉米生長季各處理N2O 累積排放量變化范圍為0.15~0.46 kg·hm2（表2）。LMF 處理的N2O 累積排放量最大，為0.46 kg·hm2，但與NPK 處理無顯著差異。LMT 處理的N2O 累積排放量最低（0.26 kg·hm2），比LMF、NPK 和SM 處理分別降低43.48%、40.91%和29.73%。LMF 處理的N2O 排放系數(shù)最大，為0.12%，其次為NPK處理，LMT處理的排放系數(shù)僅為0.04%。

表2 不同處理土壤N2O和NO累積排放量與排放系數(shù)Table 2 Cumulative emission and emission coefficient of N2O and NO in soils under different treatments

整個(gè)玉米生長季各施肥處理NO 累積排放量為0.46~0.65 kg·hm2，高于相同處理的N2O 累積排放量（表2）。NPK 處理NO 累積排放量最高，達(dá)到0.65 kg·hm2。與NPK 處理相比，SM 處理的NO 累積排放量降低了20.00%，而LMT 和LMF 處理分別降低了29.23% 和20.00%。NPK 處 理 的NO 排 放 系 數(shù) 為0.24%，LMT和LMF處理分別為0.17%和0.19%。

玉米季各施肥處理單位產(chǎn)量N2O 累積排放量為20.28~39.43 g·kg1，以LMF 處理最高，比NPK 處理增加了18.4%，LMT 處理最低，較NPK 處理降低了39.1%，固體有機(jī)肥處理的單位產(chǎn)量N2O 累積排放量顯著高于液體有機(jī)肥，SM 處理比LMT 處理提高了52.1%。各施肥處理單位產(chǎn)量NO 累積排放量為35.21~50.16 g·kg1，NPK 處理的單位產(chǎn)量NO 累積排放量最高（50.16 g·kg1），其次為LMF 處理（44.57 g·kg1），LMT處理最低（35.21 g·kg1）。

2.4 N2O和NO排放的影響因素

玉米生長季土壤溫度變化范圍為8.4~31.0 ℃，平均為22.5 ℃，最高溫度出現(xiàn)在播種后第24 天，生長季后期溫度降至10 ℃以下（圖3a）。各處理WFPS 在整個(gè)玉米生長季的變化為12.9%~59.1%（圖3b），施肥或降雨后WFPS迅速升高，基肥和前兩次追肥后LMT處理的WFPS 高于其他處理，3 次施肥后的峰值分別達(dá)到59.1%、54.7%和52.9%。LMF 處理進(jìn)行了第三次追肥，施肥后第2 天，WFPS 達(dá)到58.6%，顯著高于其他處理。

圖4 土壤和含量的動(dòng)態(tài)變化Figure 4 Dynamic changes ofandcontents in soil

相關(guān)分析表明，除CK 處理NO 排放通量與土壤溫度呈顯著正相關(guān)外，其余各施肥處理N2O 和NO 排放通量與土壤溫度間無相關(guān)關(guān)系（表3）。液體有機(jī)肥處理的N2O 排放通量與土壤WFPS 存在較高相關(guān)性，LMF處理達(dá)到顯著相關(guān)。LMT處理的N2O 排放通量與土壤NH+4-N 含量顯著正相關(guān)，CK、SM 和LMF 處理的N2O 排放通量與土壤NO-3-N 存在顯著正相關(guān)關(guān)系。NPK 和SM 處理的NO 排放通量與土壤NO-3-N 也存在顯著正相關(guān)關(guān)系。

表3 土壤N2O和NO排放通量與環(huán)境因子的相關(guān)關(guān)系Table 3 Correlation between soil N2O and NO emission fluxes and environmental factors

3 討論

3.1 有機(jī)肥對N2O和NO排放的影響

玉米季常規(guī)化肥處理的N2O 排放系數(shù)為0.11%，顯著低于黑土區(qū)玉米種植土壤N2O排放系數(shù)（0.45%）和我國旱地農(nóng)田土壤N2O 排放系數(shù)（0.60%~0.84%）[23]，更低于IPCC的缺省值（1%）[24]。本研究的NO 排放系數(shù)為0.24%，位居我國旱地農(nóng)田NO 排放系數(shù)范圍的低值區(qū)（0.2%~3.5%）[25]。土壤N2O 主要由硝化和反硝化等過程產(chǎn)生，NO 主要來自于硝化過程[26]。本研究土壤為風(fēng)沙土，保水保肥性差，N2O 和NO 排放峰期主要出現(xiàn)在施用化肥后，并且NO/N2O 比值大于1，表明NO 和N2O 主要由硝化作用產(chǎn)生（圖2c），導(dǎo)致排放量較低。

與施化肥相比，固體有機(jī)肥處理土壤N2O 與NO累積排放量均有減少，且NO 減少更顯著。這與Liu等[27]發(fā)現(xiàn)50%的粉狀豬糞替代化學(xué)氮肥對土壤N2O的排放無顯著影響，但降低了NO 排放量27.8%的研究結(jié)果一致。王樹會等[28]在華北平原的長期定位試驗(yàn)表明，施用固體牛糞有機(jī)肥后土壤N2O 排放量比施用化肥降低了20%~28%；相反，Hayakawa 等[29]的研究發(fā)現(xiàn)，120 kg·hm2雞糞處理的土壤N2O 排放量高于化肥處理，而NO 排放量低于化肥處理，推測可能是雞糞帶入的有機(jī)碳刺激了土壤反硝化作用，促進(jìn)NO被進(jìn)一步還原為N2O。固體有機(jī)肥中的氮90%以有機(jī)氮存在，有機(jī)氮的存在形態(tài)影響著礦化過程和的釋放[30]。在本研究中，固體有機(jī)肥處理在基肥施用后至追肥前，土壤平均含量僅為7.07 mg·kg1，此時(shí)由于硝化作用底物缺乏，N2O 和NO 排放峰值明顯小于NPK 處理，表明固體有機(jī)肥分解比較慢，減少了N2O 和NO 排放。與化肥處理相同，尿素追施后土壤豐富，固體有機(jī)肥處理N2O排放峰值略高于NPK 處理，可能部分彌補(bǔ)了固體有機(jī)肥基施后N2O 排放的減少量；相反，由于NO 被進(jìn)一步還原為N2O，NO 排放量相對較低。有研究表明，固體有機(jī)肥施用增加了土壤活性碳含量，且其增長速率顯著高于常規(guī)施肥，當(dāng)?shù)孜锍渥銜r(shí)N2O 排放會增加[29，31-33]，因此，整個(gè)生長季內(nèi)固體有機(jī)肥與常規(guī)化肥處理的N2O排放量無顯著差異，但NO排放量顯著降低。

然而，施用液體有機(jī)肥的LMT 處理土壤N2O 和NO 排放量顯著減少，分別比常規(guī)化肥處理降低了39.59%和30.02%。在第一次拔節(jié)期追肥時(shí)，玉米生長對氮素的需求量非常大，液體有機(jī)肥中的大部分氮以和尿素形態(tài)存在[34]，尿素在土壤中也很快水解為和被作物吸收利用。因此，從基肥至第二次追肥前土壤含量比較低，抑制了N2O 及NO 的產(chǎn)生和排放。直至玉米大喇叭口期追施液體有機(jī)肥，土壤含量才有所提高，土壤N2O 和NO 排放量略有增加。因此，整個(gè)生長季內(nèi)，LMT 處理土壤N2O 和NO 排放顯著低于常規(guī)化肥處理。

在氮用量相等的情況下，與LMT 處理相比，LMF處理土壤N2O 和NO 排放量分別增加了73.84%和13.04%。其中，基肥、第一次、第二次追肥土壤N2O和NO 的排放量未出現(xiàn)明顯差異，但是玉米抽雄期的第三次追肥顯著提高了N2O 和NO 排放量，此時(shí)玉米由營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)變，對養(yǎng)分的需求量降低[35]，施肥后土壤無機(jī)氮含量顯著增加（圖4）。加上此時(shí)施肥后土壤WFPS 超過60%，NO/N2O 比值小于1，表明N2O主要來自于反硝化作用。

3.2 固體和液體有機(jī)肥對產(chǎn)量和肥料氮利用率的影響

任科宇等[36]的數(shù)據(jù)整合分析表明，化肥配施有機(jī)肥處理的作物產(chǎn)量比化肥單施的作物產(chǎn)量平均增加4.7%，其中小麥、玉米和水稻的增產(chǎn)率分別為5.6%、7.6%和4.5%。傅松等[37]發(fā)現(xiàn)，10%有機(jī)肥替代化肥增產(chǎn)效果最高。本試驗(yàn)中固體有機(jī)肥替代化肥未表現(xiàn)出明顯的增產(chǎn)效果，這可能是因?yàn)榈赜昧肯鄬^大，試驗(yàn)時(shí)間較短，且固體有機(jī)肥的養(yǎng)分釋放具有緩效性和長效性[38]，需要一定時(shí)間才能體現(xiàn)肥效。液體有機(jī)肥分1 次基施和3 次追施（LMF），盡管與常規(guī)化肥處理相比青貯玉米產(chǎn)量未出現(xiàn)顯著下降，但是氮素吸收量顯著減少，肥料氮利用率降低。這可能是由于在玉米抽雄期追施液體有機(jī)肥，此時(shí)玉米吸收氮素較少，而前3 次施用的液體有機(jī)肥量造成玉米生長所需氮素不足。淋溶是氮素?fù)p失的主要途徑之一，肥料的施用會引起地表水或地下水污染，從而帶來一系列環(huán)境問題[39-40]。本研究利用田間原位淋溶試驗(yàn)（Lysime?ter）同步監(jiān)測了整個(gè)玉米生長季的氮素淋溶量，結(jié)果表明等量氮素施用情況下固體和液體有機(jī)肥處理的氮素淋溶損失量較僅施化肥處理略有增加，未出現(xiàn)顯著差異，這與Fan 等[41]對我國華北平原玉米-小麥輪作系統(tǒng)的研究結(jié)果相一致，但氮素淋溶量與之相比顯著增加。本研究試驗(yàn)地點(diǎn)的土壤類型為風(fēng)沙土，砂粒含量超過85%，土壤保水保肥能力差，整個(gè)玉米季化肥處理的氮素淋溶量達(dá)到48.2 kg·hm-2，而僅化肥處理的黏質(zhì)土壤中氮素淋溶量為7.64 kg·hm-2[41]。施用液體有機(jī)肥處理的氮素淋溶量有所增加，主要是由于液體有機(jī)肥自身水分的帶入加快了氮素向下遷移[42]。同時(shí)，隨著液體有機(jī)肥施用次數(shù)的增加，氮素淋溶損失量減少，這可能與試驗(yàn)前期液體有機(jī)肥施用量少而淋溶量大有關(guān)，但目前只開展了一個(gè)生長季的田間試驗(yàn)，后續(xù)將繼續(xù)開展相關(guān)研究?；诒狙芯?，推薦液體有機(jī)肥分為基施及拔節(jié)期和大喇叭口期追施，氮用量比例為40%∶20%∶40%。

4 結(jié)論

（1）對青貯玉米產(chǎn)量和含氮?dú)怏w排放的研究發(fā)現(xiàn)，在等氮用量條件下，奶牛養(yǎng)殖場糞污作為有機(jī)肥替代化肥施用可發(fā)揮化肥的同等肥效，青貯玉米產(chǎn)量與化肥單施相當(dāng)。

（2）施用固體有機(jī)肥顯著降低了玉米季土壤NO排放量，但N2O 排放量降低不顯著；液體有機(jī)肥分1 次基施和2 次追施可顯著降低土壤N2O 和NO 排放量。

（3）針對風(fēng)沙土農(nóng)田，規(guī)模化奶牛養(yǎng)殖場液體糞水還田的最優(yōu)方式是：在氮用量250 kg·hm-2條件下，分基施及玉米拔節(jié)期和大喇叭口期追施，氮用量比例為40%∶20%∶40%。

致謝：衷心感謝阜新優(yōu)然牧業(yè)有限責(zé)任公司趙文場長、王祥勇場長等在研究期間給予的支持和幫助。