不同施肥处理对春玉米田N2O排放的影响及经济效益分析

中国农业生产活动中过量施肥现象较为普遍，化肥的施用产生了大量的N2O。为提高氮肥利用率，减少农田N2O排放，本试验研究了7种施肥处理对山西春玉米生育期内N2O排放的影响，并结合玉米产量对不同施肥处理进行经济效益分析，为减缓全球温室效应，推广新型肥料提供了科学的理论依据。试验处理包括尿素（U）、尿素添加10%双氰胺（DCD1）、尿素添加5%双氰胺（DCD2）、硫包衣尿素（SCU）、尿素添加10t·hm-2生物质炭（BC1）、尿素添加20t·hm-2生物质炭（BC2）及不施肥（CK）。本研究利用温室气体自动测定系统进行连续2年监测，基于课题组之前2年观测数据，对该试验地长期定位试验的结果进行动态分析，比较缓释肥和硝化抑制剂的减排效果，初探生物质炭对玉米田N2O的影响，并结合玉米产量分析各施肥措施的经济效益。主要研究结论如下： （1）环境因素对N2O排放的影响。 施肥条件下，不同处理N2O排放通量具有明显的季节变化规律，N2O排放高峰受降雨和灌溉的影响。土壤孔隙含水量（WFPS）为60%～70%及76%～81%时，N2O排放量随WFPS增大而增加，WFPS为60%～70%时，N2O排放量最大；WFPS为70%～76%或小于60%时，N2O排放量较低。N2O最适排放温度为18℃～26℃。 （2）不同施肥处理对N2O排放及玉米产量的影响。 ①与U处理相比，BC1、BC2处理分别可减少15.3%、28.9%的N2O排放，但三者之间没有显著差异。尿素添加20t·hm-2生物质炭有明显增加玉米产量的效果（P＜0.05），尿素添加10t·hm-2生物质炭增产效果不显著。 ②双氰胺有明显的减排作用，DCD1、DCD2处理的减排范围在31.6%～59.5%之间。DCD1处理比DCD2处理的减排效果好，但两者差异并不显著。DCD的施入对玉米产量没有显著的影响。 ③基于课题组及本研究2009～2012年的试验数据，硫包衣有明显的减排作用，减排范围在42.1%～59.7%之间。SCU有显著提高玉米产量的效果，但其增产效果出现逐年减弱的趋势。 ④相对于U处理，SCU及DCD1减排效果最优。不同处理减排效果依次为SCU（2009）＞DCD1（2011）＞SCU（2010）＞DCD2（2011）＞SCU（2012）＞DCD1（2012）＞DCD2（2012）＞BC2（2012）＞BC1（2012）＞SCU（2011）。 （3）不同处理的排放强度及经济效益分析。 不同处理的排放强度依次为SCU（2009）＜SCU（2010）＜DCD1（2011）＜SCU（2012）＜DCD1（2012）＜DCD2（2011）＜DCD2（2012）＜SCU（2011）。净收益依次为SCU（2009）＞SCU（2010）＞SCU（2011）＞DCD1（2011）＞DCD1（2012）＞DCD2（2012）＞SCU（2012）＞DCD2（2011）。硫包衣尿素及尿素添加10%双氰胺处理在减排的同时有较高的经济效益，适合在华北地区春玉米田推广使用。