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长期施肥下红壤玉米关键生育期氧化亚氮排放差异及其影响因素

文献类型： 中文期刊

作者： 宋毅;张璐;韩天富;申哲;李继文;李冬初;孟红旗;Ntagisanimana Gilbert;张会民

作者机构：

关键词： 长期施肥;红壤;玉米季;氧化亚氮排放;土壤pH;有机碳;反硝化酶活性

期刊名称：植物营养与肥料学报

ISSN： 1008-505X

年卷期： 2023 年 10 期

页码：

收录情况： 北大核心（2020版） ; ; CSCD（2023-2024年度） ; ; 科技核心（2023版） ; ; 农林核心（2020版）

摘要： [目的]探究红壤区玉米关键生育期氧化亚氮(N2O)的排放量及影响因素,为红壤区玉米季温室气体减排提供理论支撑.[方法]典型红壤长期施肥定位试验始于 1990 年,选取不施肥(CK)、氮钾化肥配施(NK)、氮磷钾化肥配施(NPK)3 个处理,监测玉米苗期、喇叭口期、灌浆期和成熟期N2O排放、温度和降雨量,测定了表层土壤理化性状和硝酸还原相关酶的活性.[结果]与CK相比,NK和NPK处理均显著提高了N2O累积排放量,NPK处理显著增加苗期N2O累积排放量,而NK处理显著提高了喇叭口期和灌浆期N2O累积排放量,但两个处理的玉米生育期N2O累积排放总量没有显著差异.从玉米苗期到成熟期,NK处理土壤pH整体呈下降趋势,降低了 17.8%,而CK和NPK处理无显著变化;CK、NK和NPK处理土壤有机碳(SOC)整体呈上升趋势,分别较灌浆期升高了 15.2%、16.4%和 16.2%,NH4+-N含量呈逐渐降低趋势,而NO3--N含量呈逐渐上升趋势.NPK处理苗期土壤NO3--N含量显著高于NK处理,喇叭口期和灌浆期均低于NK处理,NH4+-N含量全生育期均显著低于NK处理.从苗期到成熟期,各处理反硝化酶(DE)活性呈下降趋势,CK、NK处理的降幅(59.1%、66.9%)高于NPK处理(29.1%);各处理硝酸还原酶(NR)活性均在喇叭口期最低,NK和NPK处理各生育期NR活性高于CK;亚硝酸还原酶各处理也在喇叭口期最低,CK和NK处理分别下降 33.4%和 76.2%,NPK处理较最大值降低 23.5%.Pearson分析结果表明,各生育期N2O累积排放量与生育期平均气温(TEM)、NO3--N、SOC和NR呈显著正相关关系,与生育期累积降雨量(PCP)、pH和反硝化酶活性呈显著负相关关系.随机森林模型分析结果表明,苗期、喇叭口期、灌浆期、成熟期与N2O累积排放量相关最显著的因素分别为pH、PCP、NR、SOC.[结论]在玉米不同生育期,影响土壤N2O累积排放的主要因素不同,苗期为土壤pH,大喇叭口期为累积降雨量,灌浆期为土壤硝酸还原酶活性,成熟期为土壤有机碳含量.酸性红壤上,施用化肥氮可降低土壤pH,提高土壤硝态氮和有机碳含量,进而显著增加N2O排放量.虽然长期施用氮钾肥与施用氮磷钾肥玉米生育期的N2O累积排放量没有显著差异,但施用氮磷钾肥显著提升苗期N2O排放量,而施用氮钾肥增加大喇叭口期和灌浆期N2O排放量.

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