摘 要： 通過田 間 原 位 試驗 ，利 用自 動 靜 態(tài) 箱 -氣相色 譜 法 對 設(shè) 施 黃 瓜 季 土壤 N 2 O排放 進行 了 連 續(xù) 兩 年 的 觀 測 ，探 討 了 不同 灌溉 方 式 （傳統(tǒng) 漫 灌 和 滴 灌 ）對 N 2 O 排放 的影響 及其 年 際 差異 ，以 期為 設(shè) 施 菜 地 N 2 O減排提 供 數(shù) 據(jù) 支 撐 和理 論 基 礎(chǔ) 。試驗 設(shè) 置 3個 處理 ， 分 別 為對 照 處理 （ CK）、 漫 灌 施肥 處理 （ FP）、 滴 灌 施肥 處理 （ FPD）。 CK處理不 施 氮 肥 ， FP、 FPD處理 氮 肥施 用量 為 有機 肥 500kgN hm -2 、 化 肥 700kgN hm -2 ， 其 中 化 肥 根 據(jù) 作 物 養(yǎng) 分 需 求 多 次施 入 。研究結(jié)果表明： 設(shè) 施 菜 地 N 2 O排放 峰 主要 集 中于 施肥 和 灌溉 后 ，基 肥 持續(xù) 7d左右 ，追 肥 N 2 O排放 峰 持續(xù) 35d。土壤 溫 度 、水分和 氣 溫 等 因 子 都 能 顯著影響 N 2 O排放 通 量 的 變 化 ，但 不同 年 際之 間 對 N 2 O排放 的影響不同 ， 2015年 N 2 O排放 通 量 的 變 化主要受 土壤 溫 度 和 氣 溫 影響 ，而 2016年主要受 土壤 濕 度 和 溫 度 影響 ； 改變 灌溉 方 式 ，對 土壤 溫 濕 度變 化 沒 有 產(chǎn) 生顯著的影響 ；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， 能減 少 N 2 O排放 總 量 29.4%35.1%，并 且 沒 有 顯著 年 際 差異； 滴 灌 相 比 常 規(guī) 漫 灌 能減 少 N 2 O排放 強 度 （ 即單位 經(jīng) 濟 產(chǎn)量 N 2 O排放 量 ） 34.5%37.5%、排放 系 數(shù) 47.2%47.7%， 兩 年 的 觀 測 沒 有 顯著的 年 際 差異 。 可見 ， 滴 灌 相 比 漫 灌 在 提 高 蔬 菜 產(chǎn)量 的同時 ，能 顯著 減 少 N 2 O排放 ， 而 且 年 際之 間 沒 有 顯著 差異 ， 是 設(shè) 施 菜 地 值 得 推 薦 的 一 種 減排 技 術(shù) ，并 可 為 N 2 O 長期 減排 效 果的 估 算 提 供參 考 。 關(guān)鍵詞： 漫 灌 ；滴 灌 ；設(shè) 施 蔬 菜 ； N 2 O；年 際 變 化 中圖分類號 ： X511 文獻標志碼 ： A 文章編號 ： 1672-2043（ 2018） 04-0825-08 doi:10.11654/jaes.2017-1485 EffectofirrigationpatternonsoilN 2 Oemissionsandinterannualvariabilityingreenhousevegetablefields XIEHai-kuan 1 ,LIGui-chun 2 ,XUChi 1 ,DINGWu-han 1 ,JIANGYu-qian 1 ,WANGLi-gang 1 ,LIHu 1* （ 1.InstituteofAgriculturalResourcesandRegionalPlanning,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,MinistryofAgricultureKeyLabora- toryofAgriculturalNon-pointSourcePollutionControl,ChinaJointResearchLaboratoryforSustainableAgro-ecosystemResearchbetween ChineseAcademyofAgriculturalSciencesandUniversityofNewHampshire（ CAAS-UNH） ,Beijing100081,China;2.InstituteofEnvironment andSustainableDevelopmentinAgriculture,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100081,China） Abstract： Greenhousevegetable（ GV） fieldsareoneofthemostimportantsourcesofN 2 Oemissions,anddripirrigationhasattractedin- creasingattentionasaneffectivestrategyforreducingsuchemissions.Inthepresentstudy,weperformedatwo-yearexperimentinaGV field,whichincludedtwocucumberseasons,andusedthestaticopaquechambermethodtoquantifyN 2 Oemissions.Wealsodiscussedthe influencesofdifferentirrigationmethods（ traditionalfloodirrigationanddripirrigation） onN 2 Oemissionsanditsinterannualvariation, inordertoprovidedatasupportandtheoreticalbasisformitigatingN 2 OemissionsinGVfields.Ourstudyinvolvedthreeirrigationtreat- ments,includingcontrol（ CK） ,floodirrigation（ FP） ,anddripirrigation（ FPD） .TherewasnoNfertilizerinputfortheCKtreatment,whereas theorganicandsyntheticNinputsrateswere500and700kgN hm -2 ,respectively,forboththeFPandFPDtreatments,andmultiplesyn- theticNapplicationswereappliedaccordingtothenutrientdemandsofthecrops.TheN 2 OemissionpeaksoftheGVfieldswereinducedby bothfertilizationandirrigation,andtheyusuallylastedfor7dafterbasalfertilizerapplicationbutonly35daftertopdressingevents.Soil 收稿日期 ：2017-10-09 錄用日期 ：2018-01-18 作者簡介 ：謝 海 寬 （ 1991）， 男 ， 碩 士 研究生， 主要從事農(nóng) 田生 態(tài) 系統(tǒng) 碳 氮 循 環(huán) 研究 。 E-mail： xie13673671962163.com *通信作者 ：李 虎 E-mail： lihu0728sina.com 基金項目 ：國家自然科學(xué)基金項目 （ 41671303 ） ；北 京 市 自然科學(xué)基金項目 （ 6162024 ） ；中 央 級 公 益 性 科 研 院 所 基 本 科 研 業(yè) 務(wù)費 （ 1610132016042 ） Projectsupported： TheNationalNaturalScienceFoundationofChina （ 41671303） ； TheNaturalScienceFoundationofBeijing ， China （ 6162024 ） ； TheFunda- mentalResearchFundsforCentralNon-profitScientificInstitution （ 1610132016042 ） 2018， 37（ 4） :825-832 2018年 4月 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報 J0urnal0fAgr0-Envir0nmentScience 謝 海 寬 ， 李 貴 春 ， 徐 馳 ， 等 .不同 灌溉 方 式 對 設(shè) 施 菜 地 N 2O排放 的影響 及其 年 際 差異 J.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報 ,2018,37（ 4） :825-832. XIEHai-kuan,LIGui-chun,XUChi,etal.EffectofirrigationpatternonsoilN 2 OemissionsandinterannualvariabilityingreenhousevegetablefieldsJ. JournalofAgro -EnvironmentScience ,2018,37（ 4） :825-832. 不同 灌溉 方 式 對 設(shè) 施 菜 地 N 2 O排 放 的影響 及 其 年 際 差 異 謝 海寬 1 ，李 貴 春 2 ， 徐 馳 1 ， 丁武漢 1 ， 江 雨 倩 1 ，王立 剛 1 ，李 虎 1* （ 1.中 國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源 與 農(nóng)業(yè) 區(qū) 劃 研究 所 ，農(nóng)業(yè)部面源污 染 控制重 點 實 驗 室 ，中 國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 -美國新 罕 布 什 爾 大 學(xué)可 持續(xù) 農(nóng)業(yè) 生 態(tài) 系統(tǒng)研究 聯(lián) 合 實 驗 室 ， 北 京 100081； 2.中 國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境 與 可 持續(xù) 發(fā) 展 研究 所 ， 北 京 100081） 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報 第 37卷第 4期 temperature,moisture,andairtemperaturesignificantlyaffectedN 2 Oemissionflux,butthedominantfactorsweredifferentin2015and 2016;N 2 Oemissionfluxwasmainlyaffectedbysoilandairtemperaturein2015butwasmainlyaffectedbysoilmoistureandtemperaturein 2016.TherewerenosignificantdifferencesinthesoiltemperatureormoistureoftheFPorFPDtreatments.ComparedtoFP,FPDincreased cropyieldalsoreducedthetotalN 2 Oemissionsby29.4%35.1%onanequivalentNapplicationrate.ComparedwithFP,FPDreducedN 2 O emissionintensity（ N 2 Oemissionperunitofeconomicyield） by34.5%37.5%,andtheemissionfactor47.2%47.7%intwoyears.Com- paredtoFP,FPDcansignificantlyreduceN 2 Oemissionswhilealsoincreasingvegetableyield,anditsmitigationefficiencywasnosignifi- cantlyinterannualvariationbetween2015and2016.Therefore,FPDcouldbeaneffectiveN 2 OmitigationstrategyinGVfieldsandcould providereferenceforestimatingtheeffectsofN 2 Oemissiononalong-termscale. Keywords： floodirrigation;dripirrigation;greenhousevegetable;N 2 O;interannualvariability 近 年 來 ，我 國 蔬 菜 種植 面 積 呈 現(xiàn)持續(xù) 增 加 的 趨 勢 。 截 至 2015年 ，我 國 蔬 菜 種植 面 積 占全 國農(nóng) 作 物 總播 種 面 積 比例 ， 已 經(jīng) 從 1995年 的 6.35%增長 到了 13.22% 1 。 其 中 設(shè) 施 菜 地 面 積 占 蔬 菜 種植 面 積 的 18% 2 。 設(shè) 施 蔬 菜 種植系統(tǒng)不同于大田作 物 系統(tǒng) ，不 僅 有 獨 特的 土壤 環(huán)境 ，而 且 具 有 施肥 量 大、 灌溉頻 繁 、復(fù)種指數(shù) 高等 特 點 。 而 大 量 氮 肥 投 入 引起 的 N 2 O排放 等 全 球 氣 候 變 化 問題 已 經(jīng) 引起 了 廣 泛 關(guān) 注 。 有 研究表明， 農(nóng)業(yè) 生 產(chǎn) N 2 O排放 量 占全 球 排放 總 量 的 20%30% 3 ， 其 中 約 20%來 源 于 蔬 菜 種植系統(tǒng) 4 。 隨 著 社 會 的 發(fā) 展 和 人 們 生 活 水 平 的 提 高 ， 設(shè) 施 蔬 菜 種植 面 積 在 未 來 幾 年 中 仍 將 呈 現(xiàn) 增 加 的 趨 勢 2 。 因此 研究 設(shè) 施 菜 地 N 2 O排放 對 于 農(nóng)業(yè) 減排有 重要 意義 。同時 ，由 于 我 國 水 資源 供 需 矛盾 突 出 ，而 傳統(tǒng) 灌溉 模 式 （大水 漫 灌 ）不 僅 具 有耗 水 量 大、水 肥 利 用 效 率低 、作 物產(chǎn)量 與 品 質(zhì) 低等 缺 點 5 ， 而 且 增 加了 土壤 N 2 O的 排放 6 。 近 年 來 ， 滴 灌 施肥 作 為 設(shè) 施 菜 地 一 種 有 效 的 節(jié) 水 節(jié)肥 措 施 受到了 廣 泛 的 推 廣 和 關(guān) 注 。 滴 灌 施肥 技 術(shù) 是 將肥料 溶 解 于 灌溉 水 ， 通過 管 道 將肥 水 溶 液 輸 送 到 作 物 根 部 附 近 土壤 ，使 作 物 根 系的 土壤 保 持 適 宜 的水 肥 和 營 養(yǎng) 以 供 作 物 吸收 利 用 ，具 有 節(jié) 水、 節(jié)肥 、提 高產(chǎn)量 的特 點 7 。 滴 灌 施肥 技 術(shù) 與 常 規(guī) 漫 灌 技 術(shù) 相 比 ，不 僅 可 以提 高 作 物產(chǎn)量 10% 20%、 節(jié) 水 50%80%、 提 高 水 肥 利 用 效 率 30%左 右 8-10 ； 而 且 可 以 降低 N 2 O累積排放 量 30%40% 11-12 。 雖 然 近 些 年 來 關(guān) 于 滴 灌 施肥 技 術(shù) 對 設(shè) 施 菜 地 N 2 O排 放 特 征 影響的研究 逐漸 增 多 ，然 而 ，滴 灌 施肥 由 于 其 管 理的復(fù) 雜 性， 如 灌溉 時 間 長 、 頻 率高 、水 肥 交 互作 用 較 強 ，對 N 2 O 的 減排 作 用 仍 存 在 較 大不 確 定 性 。 有 研 究表明 灌溉 方 式 的不同， 會 引起土壤 濕 度 間 存 在 差 異 。 而 在 土壤 溫 度適 宜 的情 況 下 ， 土壤 濕 度會成 為影 響 N 2 O排放 的 主要 因 素 ， 從 而 造成 不同 灌溉 方 式 下 N 2 O排放 的 差異 13 。 這 是 由 于 土壤 水分不 僅 影響 微 生 物 活 性， 也 影響 N 2 O在 土壤 中的 運 輸 及 向 大 氣 的 擴 散 14 。 也 有 研究表明， 滴 灌 由 于 灌溉頻 率 較 傳統(tǒng) 漫 灌 更 高 ，通 常 會 形 成有利 于 反 硝 化 作 用 發(fā) 生的 厭 氧 環(huán) 境 ，反 而 增 加了 N 2 O排放 15 。 尤 其 是 在 高 溫 高 濕 受人 為 干 擾 強 烈 的 設(shè) 施 菜 地系統(tǒng) ，勢 必 會 對 O 2 供 應(yīng) 及 氮 素 的 遷 移 轉(zhuǎn) 化產(chǎn) 生 重要 的影響 ，從 而 影響 N 2 O的 產(chǎn) 生和 排放 過程。 因此 ， 探 討 設(shè) 施 菜 地不同 灌溉 方 式 對 N 2 O排放 的影響 因 素 ，尤 其 是 滴 灌 技 術(shù) 對 N 2 O排 放 的影響的長期 年 際 效 應(yīng) ，將 會 為 N 2 O排放提 供 科 學(xué) 的數(shù) 據(jù) 支 撐 ，對于 制 定 合 適 的 農(nóng) 田 溫 室氣 體 減排 措 施 有 重要 意義 。 本 研究 擬 通過對 京 郊 典 型 設(shè) 施 蔬 菜 黃 瓜 在不同 年 份 間 的 N 2 O排放 特 征 進行分析 ，以 探 討 漫 灌 和 滴 灌 施肥 措 施 下 設(shè) 施 菜 地 N 2 O排放 特 征 及其 年 際 差異 ，分析 其 主要 因 素 ，以 明 確 N 2 O排 放 的長期 變 化 特 征 。 1 材料與方法 1.1供試材料 試驗地 點 位 于 北 京 市 房 山 區(qū) 竇店 鎮(zhèn) 蘆 村 蘆 西 園 ， 地處 東 經(jīng) 116 01、 北 緯 39 38， 屬 于 暖 溫 帶 半 濕潤 半 干 旱 季 風 性 氣 候 ， 四 季 分明 ，年 平 均 氣 溫 11.9 ， 年 平 均 降 水 量 583mm， 年 相 對 濕 度 為 61%，全 年 平 均 日 照 時數(shù) 2554h。 日 光 溫 室 為 普 通的 半 拱 圓 形 塑 料 大 棚 ，長 155m、寬 6m。大 棚 塑 料膜 無 色 透 明 ， 其 頂 部 和 底 部 分 別設(shè) 有 通 風 口 。 溫 室 塑 料膜 上 蓋 有 棉 被 ， 以 保 持 嚴 寒 季 節(jié) 夜 間 的 溫 度 ，雨 雪 天 氣 時 封 閉 通 風 口 防止 雨 水進 入 。 蔬 菜 定 植后 覆蓋 黑 色 地 膜 以 保 持 水分 、 提 高 地 溫 、防止 雜 草 。 供 試 土壤 為 褐 土 ，質(zhì) 地為 粉 質(zhì) 壤 土 ，土壤 表 層 （ 020cm） 基 本 理 化 性 質(zhì) 見 表 1。 1.2試驗 設(shè) 計 本 試驗 觀 測 時 間 為 2015年 2 6月 、 2016年 3 7月 ，種植作 物 為 黃 瓜 。試驗 設(shè) 置 3個 處理，分 別 為 ： 對 照 處理 （ CK）， 漫 灌 施肥 處理 （ FP）， 滴 灌 施肥 處理 （ FPD）。 本 研究 主要 關(guān) 注 在 相 同 施 氮 量 條件下 ，漫 灌 施肥 和 滴 灌 施肥 N 2 O排放 的 差異 ，因此 沒 有 設(shè) 置 滴 灌 不 施肥 處理。 每 個 處理 設(shè) 置 3次 重 復(fù) ，共 9個 試驗 小 826 第 32卷第 1期 2018年 4月 表 1 土壤 剖 面 基 本 理 化 性 質(zhì) Table1Soilphysicalandchemicalpropertiesforsoilprofile 土壤 有機質(zhì) /% pH 全 氮 /% 全 磷 /% 全 鉀 /% 堿 解 氮 /mg kg -1 速 效 鉀 /mg kg -1 有 效 磷 /mg kg -1 褐 土 5.5 7.57 0.32 0.16 2.69 145.56 782.84 105.04 表 32015年 黃 瓜季 和 2016年 黃 瓜季詳 細 的 灌溉施肥 管 理 表 Table3Waterandfertilizermanagementpracticesduringthe2015 2016growthperiods 區(qū) ， 每 個小區(qū)由隔 離 帶隔開 ， 小區(qū) 面 積 為 6m 8m=48 m 2 。不同 年 份 各 處理 施肥 量 和 灌溉 水 量 如 表 2所 示 。 有機 肥 為 牛 糞 （ 含 水 量 41.59%）， 氮 肥 為 尿 素 （ 含 氮 量 46.4%）， 磷 肥 為過 磷 酸 鈣 （ P 2 O 5 12%）， 鉀 肥 為 硫 酸 鉀 （ K 2 O33%）。 有機 肥 和過 磷 酸 鈣 均做 底 肥 于 定 植前 一 次 性 施 入 ，硫 酸 鉀 和 尿 素 分 基 肥 和 追 肥 在不同時期 施 用 于 各 小區(qū) 內(nèi) 。 基 肥 撒 施 后 翻 耕 入 土 ，作 物 定 植后 漫 灌 ；追 肥 時 CK處理和 FP處理 灌溉 方 式 為 漫 灌 ，肥料 溶 于水后 隨 水 施 入 ， 而 FPD處理 采 用 滴 灌 方 式 進行 灌溉 ，整 個 生長 季 滴 灌 水 量 是 漫 灌 水 量 的 75%（ 基 肥 時統(tǒng) 一 為 漫 灌灌溉 ，各 小區(qū) 灌溉 量 相 同）， 化 肥 氮 和 鉀 基 肥 與 追 肥 比例 為 3: 7。 供 試 黃 瓜 品 種為 金 胚 98， 2015 年 黃 瓜 季 于 2015年 2月 6日 定 植， 6月 26日 拉 秧 ； 2016年 黃 瓜 季 于 2016年 3月 9日 定 植， 7月 8日 拉 秧 。 2015年 和 2016年 黃 瓜 整 個 生長 季 基 肥 和 追 肥 詳 細 的 施肥 灌溉 管 理 措 施 如 表 3所 示 。 1.3取樣 和測定方法 采 用自 動 靜 態(tài) 箱 -氣相色 譜 法 進行 N 2 O氣 體的 采 集 。 采 樣 箱箱 體 由 不 銹鋼 材 料 制 成 ， 箱 體外 用 30 mm厚 的 塑 料 泡 沫 板 包 裹 保溫 ，根 據(jù)設(shè) 施 蔬 菜 的 株 行 距 ， 頂 箱箱 體 設(shè) 計 為 70cm 80cm 60cm的長 方 體， 從 而最 大 限 度 保證 取 樣 氣 體的 代 表性。當植 株 生長 超 過 60cm時，增 加 中 段 箱 （ 70cm 80cm 60cm） 以 保 證 植 株 的 正 常 生長和 取 樣 的 順 利 進行。 底 座 （ 70cm 80cm 25cm） 由 不 銹鋼 制 成 ，于 定 植時 埋 入 地下。 采 樣 時， 將 箱 體 置 于 底 座 上 ，用 水 密封 ，確 保密封 性 良 好 ；打 開 電 源 開 關(guān) ，自 動 抽 取 箱 內(nèi)氣 體于 氣 袋 中 ， 每 隔 6min取 樣 一 次 ，共 取 樣 5次 。通過 箱 體 上 的顯 示 屏 同 時 讀 取 箱 體 內(nèi) 溫 度以 及 5cm土壤 溫 度 。 每次 取 樣 時 間 為 早 上 8： 00 10： 00， 施肥 和 灌 水后 逐 日 觀 測一 周 ，基 肥 延 長 觀 測 時 間 ，直 至各 處理與不 施 氮 處理的 N 2 O排放 量無差異 為 止 ， 其 余 時 間每 周 采 樣 12次 。 氣 袋 中的 樣 品 用 改 進的 Agilent7890A氣相色 譜 儀 分 析 N 2 O濃 度 。 各 處理 15cm土壤 體 積 含 水 量用 TRIME-PICO64測定 。 1.4數(shù)據(jù)分析 根 據(jù) 氣 體 濃 度 隨 時 間 的 變 化速率 計 算 氣 體 排放 通 量 。 氣 體通 量 （ F） 計 算 公 式 為： F= H dc dt 273 273+T P P 0 種植 季 處理 基 肥 、 灌 水 量 （ 日 期： 施 氮 量 、 灌 水 量 ） / kg N hm -2 、 mm 灌 水 方 式 追 肥 、 灌 水 量 （ 日 期： 施 氮 量 、 灌 水 量 ） / kg N hm -2 、 mm 灌 水 方 式 2015年 黃 瓜 季 CK 2/6： 0、 77.48 漫 灌 3/14： 0、 45.95； 3/29： 0、 71.34； 4/14： 0、 64.62； 5/11： 0、 52.76； 5/25： 0、 44.64； 6/8： 0、 42.82 漫 灌 FP 2/6： 210、 77.48 漫 灌 3/14： 70、 45.95； 3/29： 70、 71.34； 4/14： 70、 64.62； 5/11： 70、 52.76； 5/25： 70、 44.64； 6/8： 140、 42.82 漫 灌 FPD 2/6： 210、 77.48 漫 灌 3/14： 70、 34.4； 3/29： 70、 53.52； 4/14： 70、 48.47； 5/11： 70、 39.58； 5/25： 70、 33.48； 6/8： 140、 32.12 滴 灌 2016年 黃 瓜 季 CK 3/9： 0、 87.17 漫 灌 4/15： 0、 59.22； 4/24： 70、 42.34； 5/9： 70、 47.81； 5/20： 70、 85.31； 6/2： 70、 59.53； 6/8： 140、 36.56 漫 灌 FP 3/9： 210、 87.17 漫 灌 4/15： 70、 59.22； 4/24： 70、 42.34； 5/9： 70、 47.81； 5/20： 70、 85.31； 6/2： 70、 59.53； 6/8： 140、 36.56 漫 灌 FPD 3/9： 210、 87.17 漫 灌 4/15： 70、 44.38； 4/24： 70、 31.72； 5/9： 70、 35.78； 5/20： 70、 64.06； 6/2： 70、 44.69； 6/8： 140、 27.5 滴 灌 種植 季 處理 有機 肥 / kgN hm -2 總 灌溉 量 / mm 2015年 黃 瓜 季 CK 0 0 120 200 399 FP 500 700 120 200 399 FPD 500 700 120 200 319 2016年 黃 瓜 季 CK 0 0 120 200 418 FP 500 700 120 200 418 FPD 500 700 120 200 335 化 肥 /kg hm -2 N P 2 O 5 K 2 O 表 2 各 處理 施肥 量 和 灌溉 量 Table2Totalfertilizerandirrigationamountindifferenttreatments 謝 海 寬 ， 等 ： 不同 灌溉 方 式 對 設(shè) 施 菜 地 N 2 O排放 的影響 及其 年 際 差異 827 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報 第 37卷第 4期 式 中 ： F為 N 2 O的 排放 通 量 ， 正 值 表 示 土壤 向 大 氣排 放 ， 負 值 表 示 吸收 ， mgN 2 O-N m -2 h -1 ； 為 標準狀 態(tài) 下 氣 體的 密 度 ， g L -1 ； H為 采 樣 箱 氣室 高 度 ， m； T為 采 樣 箱 內(nèi)氣 溫 ， ； dc/dt為 采 樣 箱 內(nèi) N 2 O氣 體 濃 度 隨 時 間 變 化 的 速率 ， L L -1 h -1 ； P為 采 樣 時 氣 壓 ， mmHg； P 0 為 標準 大 氣 壓 ， mmHg； P/P 0 1。 利 用 內(nèi) 插 法計 算 相 鄰 兩 次 監(jiān) 測 之 間 未 監(jiān) 測 日 期 的 排放 量 ，然 后 將每天 的 交 換 通 量 累 加可 得 到年 度氣 體 排放 的 總 量 。 N 2 O排放 強 度 指 形 成 單位 經(jīng) 濟 產(chǎn)量 N 2 O排放 量 ， 即 N 2 O排放 總 量 與 相應(yīng) 處理作 物產(chǎn)量 的 比 值 。 N 2 O排放 系數(shù)指 施肥 處理 N 2 O排放 總 量 與對 照 處理 N 2 O排放 總 量 之 差 占 肥料 投 入 量 的 比 值 。 采 用 Excel2013和 SAS9.3統(tǒng) 計軟 件對 實 驗數(shù) 據(jù) 進行 計 算 、 制 圖 和統(tǒng) 計 分析 。 2 結(jié) 果 與分析 2.1不同 灌溉 方 式 對 產(chǎn) 量 和環(huán)境 條件 的影響 從 不同 灌溉 方 式 下作 物產(chǎn)量 （ 圖 1） 來 看 ， 2015年 FP處理 產(chǎn)量 為 100.2t hm -2 ， FPD處理 產(chǎn)量 增 加了 14.6%， 達 到了 114.9t hm -2 。 2016年 結(jié)果 也 相似 ， FP 處理 產(chǎn)量 為 119.5t hm -2 ， FPD處理 產(chǎn)量 增 加了 2%， 達 到了 121.8t hm -2 。 從 各 處理 土壤 孔 隙 含 水 量 （ WF- PS） 變 化 特 征 （ 圖 2） 來 看 ， CK、 FP、 FPD處理 2015年 土 壤 WFPS范圍 分 別 為 56.0%77.5%、 56.5%80.7%、 58.0%78.8%； 2016年 范圍 分 別 為 57.1%81.3%、 57.8%82.4%、 56.4%80.4%。 從 土壤 5cm溫 度 （ 圖 3） 來 看 ， 各 處理 土壤 溫 度 均 表 現(xiàn) 為 相似 的 變 化 特 征 ， CK、 FP、 FPD處理 2015年 土壤 5cm溫 度范圍 分 別 為 9.127.1、 8.627.0、 9.126.3 ； 2016年 范圍 分 別 為 15.426.3、 15.428.3、 16.225.4 。 FP與 FPD處理 之 間 土壤 WFPS、 5cm溫 度 沒 有 顯著 差異 ， 說 明與 漫 灌 相 比 ， 滴 灌 并 沒 有 顯著 改變 土壤 WFPS和 土壤 5cm 溫 度 。 而 土壤 5cm溫 度 在 2015年 和 2016年 間 存 在 極 顯著的 年 際 差異 （ P0.01 ）， 這 主要 由 棚 內(nèi)氣 溫 年 際 變 化 造成 ， 2015年 棚 內(nèi)氣 溫 變 化 范圍 為 14.037.8 ， 2016年 棚 內(nèi)氣 溫 變 化 范圍 為 22.535.8 ， 比 2015年 明顯增 加 。 2.2 不同 灌溉 方 式 對 N 2 O排 放 通 量 的影響 及 影響 因 素 從 N 2 O排放 通 量 （ 圖 4） 來 看 ， 2015年 和 2016年 黃 瓜 季 的 整 個 監(jiān) 測 周 期 內(nèi) ， N 2 O排放 通 量 表 現(xiàn) 出相似 的 變 化 趨 勢 ： 灌溉 、灌溉 施肥 后 各 處理 都 會出 現(xiàn) N 2 O 排放 峰 ，施 入 基 肥 后 ，峰 值持續(xù) 7d左右 ，追 肥 后 峰 值 一 般 持續(xù) 35d，并 且 基 肥 期 N 2 O 排放 峰 高 于 追 肥 期 。 各 處理 N 2 O排放 通 量 平 均 值 的 次 序 為 FPFPDCK ， 其 中 CK處理 N 2 O排放 通 量 一 直 保 持 著 較 低 水 平 ， 2015年 為 0.044.40mgN m -2 h -1 ， 2016年 為 0.16 4.02mgN m -2 h -1 。 CK、 FP、 FPD處理在 灌溉 、灌溉 施 肥 事 件后， 均 出 現(xiàn) 明顯的 N 2 O排放 峰 ，說 明 施肥 和 灌 圖 2各 處理 土壤 孔 隙 含 水 量 （ WFPS） 變 化 Figure2Dynamicchangesofsoilwater-filledporespaceforeachtreatment 90 80 70 60 50 40 日 期 CK FP FPD 圖 1 各 處理 產(chǎn) 量 變 化 Figure1Dynamicchangesofyieldforeachtreatment 150 100 50 0 處理 CK FP FPD 2015年 2016年 c c bc a ab a 不同 字母 表明在 P0.05 水 平 下 存 在顯著 差異 。下同 Differentlettersindicatesignificantdifferentat0.05level.Thesamebelow 828 第 32卷第 1期 2018年 4月 表 4 土壤 N 2 O排 放 通 量 與 土壤 WFPS、土 溫 和 氣 溫 的 相 關(guān)分析 （ r） Table4PearsoncorrelationcoefficientsofN 2 Ofluxeswithsoil moisture， soiltemperatureandairtemperatureindifferent managementtreatments（ r） 注 ： *和 *分 別 表 示 在 0.05和 0.01水 平 下 差異 顯著 。 Note： *and*indicatesignificantdifferenceat0.05and0.01level， re- spectively. 溉 方 式 會 影響 N 2 O的 排放 通 量 。不同 灌溉 方 式 下 土 壤 N 2 O排放 通 量差異 明顯 ，與 FP處理 相 比 ， 2015年 FPD處理 N 2 O平 均 排放 通 量 減 少 26.3%， 2016年 減 少 27.5%。 從環(huán)境 因 子 與 N 2 O排放 通 量 的 關(guān) 系 來 看 （表 4）， 2015年 各 處理 土壤 WFPS與 N 2 O排放 通 量 間 均沒 有 顯著 相 關(guān)關(guān) 系 ； 2016年 FP處理 土壤 WFPS與 N 2 O排放 通 量 達 到了 極 顯著 相 關(guān) （ P0.01 ）。 2015年 FPD處理 土壤 5cm溫 度 與 N 2 O排放 通 量 沒 有 顯著 相 關(guān)關(guān) 系， 而 其 他 處理 兩 年 的研究 均 表明 5cm溫 度 與 N 2 O排放 通 量 呈 極 顯著 負 相 關(guān)關(guān) 系 。 2015年 CK、 FP 處理 氣 溫 與 N 2 O排放 通 量 達 到 極 顯著 負 相 關(guān)關(guān) 系 （ P0.01） ； 2016年 各 處理 氣 溫 與 N 2 O排放 通 量 均沒 有 顯著 相 關(guān)關(guān) 系 。 2.3 不同 灌溉 方 式 對 N 2 O排 放 總 量 、排 放 強 度 、排 放 系 數(shù)的影響 及 年 際 差 異 從 N 2 O排放 總 量 （ 圖 5） 來 看 ， CK、 FP、 FPD3個 處 理 2015年 N 2 O排放 總 量 分 別 為 11.4、 29.8、 21.0kg N hm -2 ； 2016年 分 別 為 7.3、 28.7、 18.6kgN hm -2 。分析 表明 ， CK、 FP處理 N 2 O排放 總 量 存 在顯著 差異 （ P 0.05）， 說 明 氮 肥 的 施 用 對 N 2 O 排放 總 量 影響 較 大 。 而 施 用 氮 肥 的處理中 ， FP處理的 N 2 O排放 總 量 與 FPD 處理 之 間 也 存 在顯著 差異 （ P0.05 ），并 且 表 現(xiàn) 為 FP 圖 3 各 處理 土壤 5cm溫 度 和 氣 溫 的 變 化 Figure3Dynamicchangesof5cmsoiltemperatureandairtemperatureforeachtreatment 圖 4 不同 處理 N 2 O排 放 通 量 動 態(tài) 變 化 Figure4YearsdynamicsofN 2 Oemissionfluxesindifferentmanagementtreatments 處理 015cm土壤 WFPS 05cm土壤 溫 度 氣 溫 2015年 2016年 2015年 2016年 2015年 2016年 CK 0.47 0.68* -0.65* -0.51* -0.55* -0.16 FP 0.1 0.67* -0.61* -0.66* -0.46* -0.26 FPD 0.2 0.63* -0.24 -0.72* -0.34 -0.18 30 25 20 15 10 5 日 期 CK FP FPD 氣 溫 40 30 20 10 0 -10 -20 -30 -40 17.5 15.5 13.5 11.5 9.5 7.5 5.5 3.5 1.5 -0.5 日 期 CK FP FPD 箭 頭 代 表 施肥日 期 Arrowsrepresentfertilizationdates 謝 海 寬 ， 等 ： 不同 灌溉 方 式 對 設(shè) 施 菜 地 N 2 O排放 的影響 及其 年 際 差異 829 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報 第 37卷第 4期 35 30 25 20 15 10 5 0 處理 CK FP FPD 2015年 2016年 c c a a b b 處理 N