紫云英稻稈聯(lián)合還田與氮肥減量對水稻產(chǎn)量及氨揮發(fā)的影響

摘要：為研究紫云英一水稻輪作體系中紫云英稻稈聯(lián)合還田與氮肥減量配施對水稻產(chǎn)量和氨揮發(fā)的影響，連續(xù)兩個輪作季（2019-2021年）在陜西漢中開展田間試驗，試驗設(shè)置4個處理：冬閑稻稈不還田+常規(guī)施氮處理，即對照處理（CK）；冬作紫云英稻稈還田+常規(guī)施氮處理（GRN100）；冬作紫云英稻稈還田+氮肥減量20％處理（GRN80）；冬作紫云英稻稈還田+氮肥減量30％處理（GRN70）。采用通氣式氨揮發(fā)收集裝置監(jiān)測水稻生育期間氨揮發(fā)特征。結(jié)果表明：與CK相比，紫云英稻稈聯(lián)合還田各處理可提高“黃華占”籽粒產(chǎn)量，產(chǎn)量由高到低的順序為GRN80、GRN70、GRN100，其中GRN80和GRN70處理相較于CK處理的年均增幅分別為7.66％和6.37％。冠層氨揮發(fā)主要發(fā)生在水稻施肥30 d以后，其中水稻抽穗期至成熟期揮發(fā)速率較大。土壤氨揮發(fā)主要發(fā)生在水稻施肥后16 d內(nèi)，在施肥后第2天達到峰值，2020年和2021年分別為0.53 kg·hm-2·d-1和0.58 kg·hm-2·d-1。與CK相比，GRN80處理顯著降低水稻全生育期冠層氨揮發(fā)累積量和單位產(chǎn)量氨揮發(fā)強度，二者分別下降58.73％和57.14％。紫云英稻稈聯(lián)合還田較CK處理可顯著降低水稻全生育期土壤氨揮發(fā)累積量和單位產(chǎn)量氨揮發(fā)強度，其值由高到低依次順序為GRN100、GRN70、GRN80。就水稻全生育期氨揮發(fā)累積量和單位產(chǎn)量氨揮發(fā)強度而言，紫云英稻稈聯(lián)合還田較CK處理可顯著降低2.88％-8.32％和5.26％-13.88％，其中GRN80處理降幅最大。相關(guān)分析表明，田面水銨態(tài)氮濃度與各處理土壤氨揮發(fā)速率呈顯著正相關(guān)，與GRN80和GRN70處理冠層氨揮發(fā)速率呈顯著負相關(guān)。研究表明，紫云英和稻稈聯(lián)合還田與氮肥減量20％或30％配施，可顯著提高水稻產(chǎn)量，減少稻田氨揮發(fā)損失，是適宜漢中地區(qū)兼顧水稻高產(chǎn)和環(huán)境友好的栽培措施。

關(guān)鍵詞：紫云英-水稻輪作；秸稈還田；氮肥減量；水稻產(chǎn)量；氨揮發(fā)

中圖分類號：S511 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1672-2043（2024）02-0462-11 doi：10.11654/jaes.2023-0115

氮肥在保證糧食安全方面發(fā)揮著重要作用，但我國農(nóng)田氮肥過量施用較為普遍，氮肥利用率低、氨揮發(fā)等引發(fā)的環(huán)境問題尤為突出。全球每年因施用化學(xué)氮肥和有機氮肥產(chǎn)生的氨揮發(fā)損失占氮肥施用量的23％和14％。氨揮發(fā)損失量的90％直接進入大氣，造成大氣氧化活性和空氣中堿性物質(zhì)含量增加，加劇大氣污染，如霧霾。同時大氣中的氨還可以通過氮沉降的方式造成陸地生態(tài)系統(tǒng)氮超負荷，引起水體富營養(yǎng)化，從而影響農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。氨揮發(fā)是稻田土壤氮素損失的主要途徑之一，占施氮量的10％-40％，可影響稻田生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和水稻氮素利用率。農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的氨是氨排放的主要來源，氮肥過量施用引起的氨揮發(fā)是大氣氨的重要來源，農(nóng)田氨減排已成為研究熱點。因此，在保證糧食產(chǎn)量和氮肥高效利用的前提下，如何通過制定合理的施肥和栽培管理措施來減少稻田氨揮發(fā)損失，進而緩解稻田農(nóng)業(yè)環(huán)境壓力和減緩氣候變化極其重要。

綠肥稻稈協(xié)同還田是南方稻區(qū)水稻綠色栽培的重要措施，大量研究表明紫云英稻稈聯(lián)合還田可以培肥地力，提高水稻產(chǎn)量，節(jié)肥增效潛力大。有研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田能增加土壤有機質(zhì)，有機質(zhì)分解可產(chǎn)生有機酸，其形成的腐殖質(zhì)可以提高土壤吸附NH+4的能力，同時其也降低了稻田土壤的pH值，進而抑制土壤氨揮發(fā)。也有研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田后形成的有機質(zhì)，減少了土壤對銨態(tài)氮的固定，并且秸稈降解后產(chǎn)生的有機基團能夠中和稻田水體中酸根離子，使水體pH值增加，從而對氨揮發(fā)起到促進作用。紫云英是一種優(yōu)質(zhì)的稻田冬閑綠肥，其根系通過共生固氮作用可增加土壤中的氮素；冬閑種植紫云英能有效控制農(nóng)田雜草并覆蓋裸露的地面，減少水稻田氨揮發(fā)通量。紫云英還田還可為土壤微生物提供豐富的碳源和氮源類物質(zhì)，促進土壤中無機氮的有機化過程，從而減少土壤中無機氮數(shù)量，最終降低氨揮發(fā)累積排放量。因此，紫云英生長期間能增加土壤養(yǎng)分循環(huán)中的氮素以及減少氮素的損失，進而增加土壤氮素含量。紫云英、稻稈還田可以提高土壤理化性狀，二者是稻田土壤重要的有機物料，目前有關(guān)綠肥稻稈聯(lián)合還田的研究多關(guān)注土壤養(yǎng)分及水稻產(chǎn)量，而關(guān)于綠肥稻稈協(xié)同還田對土壤和冠層氨揮發(fā)的研究較少。有機無機配施可以減少稻田氨揮發(fā)風(fēng)險，因此明確稻稈與紫云英協(xié)同還田及替代部分氮肥后水稻增產(chǎn)趨勢、土壤肥力和氨揮發(fā)變化特征，可為水稻減肥、減排、增產(chǎn)和稻田地力提升提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2019-2021年在陜西省漢中市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣與培訓(xùn)中心漢臺區(qū)韓塘水稻綜合試驗基地進行，該區(qū)屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，年均氣溫14.0℃，年降雨量800-1 000 mm，空氣濕度82％，水稻全生育期氣象數(shù)據(jù)如圖1所示。供試土壤類型為潴育型水稻土。水稻移栽前土壤理化性狀為pH 5.19（水土比為2.5：1），有機質(zhì)18.78 g·kg-1，全氮1.25 g·kg-1，全磷0.95 g·kg-1，全鉀14.16 g·kg-1，速效磷35.32 mg·kg-1，速效鉀78.91 mg·kg-1。

1.2試驗設(shè)計

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，共設(shè)4個處理：（1）對照處理（CK），即冬閑稻稈不還田且常規(guī)施氮；（2）冬作紫云英稻稈還田+常規(guī)施氮（GRN100）；（3）冬作紫云英稻稈還田+氮肥減量20％（GRN80）；（4）冬作紫云英稻稈還田+氮肥減量30％（GRN70）。每個處理重復(fù)3次，小區(qū)面積20 m2（4 mx5 m）。

2020年和2021年供試水稻品種均為“黃華占”，兩年供試紫云英品種均為“閩紫7號”，水稻常規(guī)施肥為純氮180 kg·hm-2、K2O 105 kg·hm-2、P2O5 90 kg·hm-2，磷鉀肥一次性基施，氮肥基追比為7：3，減氮處理僅在基肥中減少相應(yīng)比例。供試肥料為洋豐摻混肥料（N： P2Os： K2O=19： 19： 19）、尿素（含N46％）和氯化鉀（含K2O 60％）。水稻收獲后免耕播種紫云英，稻稈粉碎覆蓋地表還田，翌年紫云英盛花期，將稻稈和紫云英聯(lián)合翻壓還田，每個處理紫云英盛花期翻壓還田鮮草量為18 000 kg·hm-2。田間管理方式見表1，肥料用量、稻稈和紫云英還田量及氮含量見表2。

1.3測定項目與方法

稻田土壤及冠層揮發(fā)的氨采用通氣式氨揮發(fā)收集裝置于田間原位采集，將兩塊直徑為15 cm、厚度為5 cm的海綿用0.8 mol·L-1磷酸和0.7 mol·L-1甘油的混合溶液浸泡后置于有機玻璃管（內(nèi)徑15 cm、高20 cm）中，裝置安置在播種行上和播種行間用來吸收植物及土壤揮發(fā)的氨。水稻移栽后即安裝裝置，采樣時間為9：00-12：00。水稻移栽后每隔2d采樣，15 d后視氨揮發(fā)量調(diào)整采樣頻率，遇雨天順延，直至收獲。海綿吸收液中的氨用1 mol·L-1 KCl浸提，連續(xù)流動分析儀（AA3）測定。氨揮發(fā)速率和累積量計算方法均參考文獻。水稻移栽后30 d采集田面水樣品，采樣時間與氨揮發(fā)采集時間一致。田面水pH采用便攜式pH計測定，田面水銨態(tài)氮濃度采用連續(xù)流動分析儀（AA3）測定。

1.4數(shù)據(jù)計算與處理

單位產(chǎn)量氨揮發(fā)強度（kg·t-1）=單位面積氨揮發(fā)累積量（kg·hm-2）/單位面積作物產(chǎn)量（t·hm-2）。

數(shù)據(jù)應(yīng)用Excel 2010和SAS 8.1統(tǒng)計分析軟件進行處理，使用雙因素完全隨機區(qū)組設(shè)計方差分析和最小顯著性差異法（LSD）對數(shù)據(jù)均值進行多重比較，使用Origin 2017繪圖。

2結(jié)果與分析

2.1對水稻產(chǎn)量的影響

如圖2所示，水稻產(chǎn)量年度間差異極顯著（Plt;0.01）。2020年和2021年水稻平均產(chǎn)量分別為8 942.75kg·hm-2和10 645.74 kg·hm-2，2021年較2020年增產(chǎn)19.04％。與CK相比，紫云英稻稈聯(lián)合還田各處理提高了黃華占籽粒產(chǎn)量，產(chǎn)量由高到低的順序為GRN80gt;GRN70gt;GRN100，其中GRN80和GRN70處理顯著高于CK（Plt;0.05），兩年平均增幅分別為7.66％和6.37％。

2.2對水稻產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響

氮肥顯著影響水稻有效穗、每穗實粒數(shù)和千粒質(zhì)量，年度間有效穗、每穗實粒數(shù)和千粒質(zhì)量差異顯著或極顯著，每穗實粒數(shù)和千粒質(zhì)量受氮肥和年度交互作用影響顯著（表3）。2019-2020年，紫云英秸稈協(xié)同還田下各處理間有效穗顯著高于CK（Plt;0.05），GRN100處理每穗實粒數(shù)顯著高于其他處理，增幅為22.76％-24.76％，GRN80處理千粒質(zhì)量顯著高于CK，增幅為6.60％。2020-2021年，GRN80處理有效穗顯著高于其他各處理，增幅為7.00％-9.76％，GRN100處理每穗實粒數(shù)顯著高于CK，增幅為10.62％，GRN80處理千粒質(zhì)量顯著高于CK，增幅為1.94％。兩年度間，GRN80處理可以顯著提高水稻有效穗7.00％-29.32％和千粒質(zhì)量1.94％～6.60％，GRN100可以顯著提高每穗實粒數(shù)10.62％-24.76％。

2.3對土壤和冠層氨揮發(fā)的影響

2020年土壤氨揮發(fā)主要發(fā)生在施肥后16 d內(nèi)，且在施基肥（5月25日）和追肥（6月1日）后土壤氨揮發(fā)速率均波動較大（圖3）。施基肥后第2天，GRN100、GRN80和GRN70處理土壤氨揮發(fā)速率分別為0.57、0.55 kg·hm-2·d-1和0.53 kg·hm-2·d-1，均高于CK的0.48 kg·hm-2·d-1。施追肥后第2天，CK和GRN100處理土壤氨揮發(fā)速率均達到0.56 kg·hm-2·d-1，高于GRN80的0.53 kg·hm-2·d-1和GRN70的0.47 kg·hm-2·d-1。施肥后16 d內(nèi)，GRN100、GRN80和GRN70處理土壤氨揮發(fā)累積量分別為5.03、4.72 kg·hm-2和4.80 kg·hm-2，均低于CK的5.19 kg·hm-2，紫云英稻稈協(xié)同還田處理施肥后16 d土壤氨揮發(fā)累積量占到施氮量的2.79％-3.81％。施肥16 d后，各處理土壤氨揮發(fā)速率有所波動，但波動較小，為0.06-0.23 kg·hm-2·d-1。

2021年土壤氨揮發(fā)主要發(fā)生在施肥后16 d（圖4），施基肥后2d各處理土壤氨揮發(fā)速率達到峰值，表現(xiàn)為GRN100gt;GRN80gt;GRN70gt;CK，其值分別為0.60、0.59、0.57 kg·hm-2·d-1和0.54 kg·hm-2·d-1。施追肥后2d，土壤氨揮發(fā)速率波動明顯，GRN100為0.54 kg·hm-2·d-1，高于GRN80和GRN70。施肥后16 d內(nèi)，GRN100、GRN80和GRN70處理土壤氨揮發(fā)累積量分別為6.46、5.98 kg·hm-2和5.49 kg·hm-2，全生育期分別為16.92、16.47 kg·hm-2和16.21 kg·hm-2，均低于CK的17.08 kg·hm-2。施肥16 d后土壤氨揮發(fā)速率在0.07-0.18 kg·hm-2·d-1之間波動。

冠層氨揮發(fā)速率隨生育期的推進表現(xiàn)有所不同（圖5）。在施肥后30 d內(nèi)，各處理冠層氨揮發(fā)速率主要以負值為主，說明此階段以氨吸收為主。施基肥后第2天，GRN80處理冠層氨吸收速率達0.16 kg·hm-2·d-1，高于其他各處理。施追肥后第2天，GRN100、GRN80和GRN70處理的冠層氨吸收速率分別為0.09、0.11 kg·hm-2·d-1和0.09 kg·hm-2·d-1。施肥后15 d內(nèi)，GRN100、GRN80和GRN70處理冠層氨吸收累積量分別為2.54、4.32 kg·hm-2和3.54 kg·hm-2， CK為2.84 kg·hm-2。施肥30 d后冠層主要以氨氣釋放為主，從8月1日開始冠層氨揮發(fā)速率波動較為明顯，此時期為水稻抽穗期。從水稻抽穗期至成熟期，GRN100、GRN80和GRN70處理冠層氨釋放量分別為4.16、4.95 kg·hm-2和3.72 kg·hm-2，CK為4.13 kg·hm-2。

2.4對土壤、冠層及稻田氨揮發(fā)累積量和氨揮發(fā)強度的影響

如表4所示，2019-2020年紫云英稻稈協(xié)同還田下，與CK相比，CRN80處理可以顯著減少冠層氨揮發(fā)（Plt;0.05），降低冠層氨揮發(fā)累積量，CRN80處理單位產(chǎn)量氨揮發(fā)強度也最低，為0.03 kg·t-1。紫云英稻稈協(xié)同還田各處理土壤氨揮發(fā)累積量在16.28-16.33 kg·hm-2之間，均顯著低于CK（Plt;0.05），降幅為6.15％-6.44％，說明有機物料還田可以降低稻田土壤的氨揮發(fā)風(fēng)險，單位產(chǎn)量土壤氨揮發(fā)強度在1.77-1.84 kg·t-1之間，顯著低于CK。CRN80處理稻田氨揮發(fā)累積量顯著低于CK（Plt;0.05），降幅為8.32％，CRN80、CRN70處理與CK相比均能顯著減少單位產(chǎn)量氨揮發(fā)強度。2020-2021年，紫云英稻稈協(xié)同還田各處理土壤氨揮發(fā)累積量在16.12-16.95 kg·hm-2之間，土壤氨揮發(fā)強度在1.48-1.67 kg·t-1之間，且CRN80、CRN70處理顯著低于CK（1.67 kg·t-1）。

2.5對田面水pH和銨態(tài)氮濃度的影響

2020年和2021年水稻移栽后30 d田面水pH均表現(xiàn)出先降低后升高的趨勢（圖6），且在7.90-8.59之間波動，各處理之間pH差異均不顯著。

田面水銨態(tài)氮濃度在移栽后12 d內(nèi)波動明顯，施基肥和追肥后均出現(xiàn)明顯波動（圖7）。2019-2020年水稻移栽后第2天和第7天銨態(tài)氮濃度波動較為明顯（圖7a），且紫云英稻稈協(xié)同還田各處理田面水銨態(tài)氮濃度變化趨勢均表現(xiàn)為GRN100gt;GRN80gt;GRN70，移栽后第2天GRN100、GRN80和GRN70處理田面水銨態(tài)氮濃度分別為15.55、10.20 mg·L-1和6.51 mg·L-1，第7天分別為10.09、8.08 mg·L-1和6.93 mg·L-1，移栽10 d之后各處理田面水銨態(tài)氮濃度變化幅度較小。2020-2021年度水稻移栽后第2天（圖7b），紫云英稻稈協(xié)同還田各處理田面水銨態(tài)氮濃度變化趨勢均表現(xiàn)為GRN100gt;GRN80gt;GRN70，銨態(tài)氮濃度分別為16.44、10.53 mg·L-1和6.49 mg·L-1，移栽第12天時分別為5.85、4.19 mg·L-1和3.87 mg·L-1，12 d后田面水銨態(tài)氮濃度波動較小。兩年度間，田面水銨態(tài)氮濃度變動主要發(fā)生在水稻移栽后12 d內(nèi)，且均表現(xiàn)為GRN100gt;GRN80gt;GRN70。

田面水pH與土壤和冠層氨揮發(fā)速率均無顯著線性關(guān)系（圖8a和圖8c）。隨著田面水銨態(tài)氮濃度的增加，各處理土壤氨揮發(fā)速率也增加（圖8b），且均達到極顯著水平（Plt;0.01）；GRN80和GRN70處理冠層氨揮發(fā)速率降低（圖8d），分別達到極顯著或顯著水平。

3討論

3.1紫云英稻稈協(xié)同還田對水稻產(chǎn)量的影響

紫云英-水稻輪作模式利用紫云英自身固氮為后茬水稻提供氮素進而增加水稻產(chǎn)量，且在紫云英替代20％-40％化肥下，仍能保證水稻穩(wěn)產(chǎn)。本研究中，紫云英稻稈協(xié)同還田下常規(guī)施氮處理可以顯著提高水稻產(chǎn)量，減氮20％和30％處理水稻產(chǎn)量有所增加且并無減產(chǎn)趨勢。兩季水稻秸稈還田量均表現(xiàn)為減氮20％和30％處理高于常規(guī)施氮，且以減氮20％最多，平均高于常規(guī)施氮10.62％，氮投入量比常規(guī)施氮增加1.37％；紫云英還田量一致，常規(guī)施氮紫云英還田氮投入量比減氮20％增加1.32％，比減氮30％增加5.34％。秸稈還田的增產(chǎn)效應(yīng)隨還田年限的增加而增強，因此減氮20％或30％的增產(chǎn)效應(yīng)高于常規(guī)施氮。紫云英稻稈協(xié)同還田水稻產(chǎn)量比冬閑-水稻輪作不施肥高2.76％-8.68％，兩年水稻產(chǎn)量趨勢一致，且與前人研究結(jié)果一致，年度間水稻產(chǎn)量差異顯著，2021年度水稻產(chǎn)量較2020年度增產(chǎn)17.74％-20.02％，這可能與灌漿期降雨量有關(guān)系，2020年度水稻灌漿期平均降雨量為66 mm，2021年度達146.8 mm，灌漿期低降雨量不利于籽粒灌結(jié)實，進而影響水稻產(chǎn)量。有研究表明，綠肥替代部分氮肥能有效促進水稻的生殖生長和營養(yǎng)生長，提高水稻分蘗能力，增加水稻有效穗和穗粒數(shù)，從而提高水稻產(chǎn)量。本研究中紫云英稻稈協(xié)同還田減氮20％可以顯著提高兩年度水稻有效穗7.00％-29.32％及千粒質(zhì)量1.94％-6.60％，紫云英稻稈協(xié)同還田常規(guī)施氮可以顯著提高水稻穗粒數(shù)10.62％-24.76％。有研究表明：隨著施氮量的增加，作物產(chǎn)量表現(xiàn)為先增加后不變的趨勢，而土壤氨揮發(fā)量增加。本研究中，紫云英稻稈協(xié)同還田下隨著施氮量的增加，減氮處理水稻產(chǎn)量顯著高于常規(guī)施氮處理，而土壤和稻田氨揮發(fā)量無顯著差異，且減氮處理單位產(chǎn)量的土壤和稻田氨揮發(fā)強度均低于單施化肥。這可能是因為紫云英、稻稈等有機物料還田與無機化肥配施對土壤氮素供應(yīng)的影響，提高了作物生育期前期對氮素養(yǎng)分的吸收，降低了氮素損失風(fēng)險。紫云英稻稈協(xié)同還田減氮20％和30％可以增加水稻產(chǎn)量，減少土壤氨氣揮發(fā)量，進而降低稻田氨揮發(fā)強度。

3.2紫云英稻稈協(xié)同還田對氨揮發(fā)的影響

施基肥和分蘗肥時期是土壤氨揮發(fā)的主要時期，施肥后一周內(nèi)土壤氨揮發(fā)累積量上升較快。本研究中兩年土壤氨揮發(fā)速率均在施基肥和分蘗肥后出現(xiàn)明顯波動，且施基肥后15 d內(nèi)紫云英稻稈協(xié)同還田處理土壤氨揮發(fā)累積量達4.80-6.46 kg·hm-2，占全生育期的29.00％-38.49％，施氮量的2.79％-4.35％。謝志堅等發(fā)現(xiàn)紫云英配施氮肥比單施氮肥減少土壤氨揮發(fā)累積量17％，在本研究中兩年綠肥稻稈協(xié)同還田減氮20％和30％的土壤氨揮發(fā)累積量比常規(guī)施氮減少2.95％-6.44％。這可能是因為有機無機肥配施可以調(diào)節(jié)土壤供氮，在作物生長前期通過微生物固定化學(xué)氮，減少無機氮投入過多引起的揮發(fā)損失。研究發(fā)現(xiàn)紫云英還田配合化肥減施與常規(guī)施肥相比能顯著提高化學(xué)氮肥養(yǎng)分利用率，降低化學(xué)氮素損失及降低環(huán)境污染風(fēng)險。這可能是因為尿素在脲酶的作用下被水解后，一部分在土壤溶液中以氨的形式揮發(fā)，而有機肥中的有機氮礦化分解時間較長，且分解過程產(chǎn)生的有機酸可降低土壤pH，其形成的腐殖質(zhì)可增加土壤吸附力，從而抑制了氨的揮發(fā)。本研究中，兩年度紫云英稻稈協(xié)同還田各處理稻稈還田氮投入量平均增加144.45-162.55 kg·hm-2，紫云英還田氮含量平均增加530.91-559.26 kg·hm-2。稻田有機物料的投入可以為土壤提供豐富的氮素，二者協(xié)同還田可以固定化學(xué)氮素從而減少無機氮的揮發(fā)損失。因此有機肥替代化學(xué)氮肥可以降低土壤氨揮發(fā)。施肥后30 d內(nèi)（分蘗期）主要以冠層氨氣吸收為主，綠肥稻稈協(xié)同還田在施基肥后30d內(nèi)冠層氨氣吸收累積量達2.54-4.32 kg·hm-2，抽穗期之后主要以氨氣釋放為主，這與前人研究結(jié)果相一致，可能是因為施氮造成土壤氨揮發(fā)劇烈，葉片氨氣補償點低于空氣中的氨濃度，從而引起冠層吸收氨氣現(xiàn)象發(fā)生。因此綠肥、稻稈等有機物料還田替代部分化學(xué)氮肥可以減少土壤氨氣釋放，增加冠層氨氣吸收，抵消對稻田氨揮發(fā)累積量的貢獻。本研究中綠肥稻稈協(xié)同還田稻田氨揮發(fā)累積量均低于常規(guī)施氮，且減氮20％達到顯著水平。施氮量、田面水pH和銨態(tài)氮濃度是影響稻田氨揮發(fā)的主要因子，減少施氮量，可以降低田面水pH和銨態(tài)氮濃度。本研究中綠肥稻稈協(xié)同還田下施基肥和分蘗肥后隨著施氮量的增加，田面水銨態(tài)氮濃度也增加，這與前人研究結(jié)果相一致。田面水pH影響銨態(tài)氮向氨的轉(zhuǎn)化和溶解在水中的氨向大氣擴散的速率。本研究中兩年水稻施肥后30d內(nèi)田面水pH變化對土壤和冠層氨揮發(fā)速率無顯著影響，可能是因為田面水pH受多種因素的綜合影響，如降雨、溫度、灌溉等。氨揮發(fā)速率與田面水pH和銨態(tài)氮濃度顯著正相關(guān)，本研究中土壤氨揮發(fā)速率均與田面水銨態(tài)氮濃度呈極顯著正相關(guān)（Plt;0.01），綠肥稻稈協(xié)同還田減氮20％和30％處理冠層氨揮發(fā)速率與田面水銨態(tài)氮濃度顯著正相關(guān)。因此有機物料還田替代部分氮肥可以通過減少田面水中銨態(tài)氮濃度來減少土壤和冠層氨氣釋放，進而減少對稻田氨揮發(fā)累積量的貢獻。

4結(jié)論

（1）紫云英稻稈聯(lián)合還田且減氮20％和30％可以顯著減少土壤氨氣釋放，增加施肥后30 d內(nèi)冠層氨氣吸收，降低水稻全生育期氨揮發(fā)累積量和單位產(chǎn)量氨揮發(fā)強度。田面水銨態(tài)氮濃度與土壤氨揮發(fā)速率極顯著正相關(guān)，與冠層氨揮發(fā)速率顯著負相關(guān)。

（2）紫云英稻稈聯(lián)合還田且減氮20％和30％可以顯著提高水稻產(chǎn)量，比常規(guī)施氮平均增產(chǎn)4.00％和2.77％，比單施化肥平均增產(chǎn)7.65％和6.37％。減氮20％可以顯著提高水稻有效穗7.00％-29.32％和千粒質(zhì)量1.94％-6.60％，常規(guī)施氮可以顯著提高每穗實粒數(shù)10.62％-24.76％。減氮20％和30％可以顯著減少土壤氨揮發(fā)量，降低稻田氨揮發(fā)強度。