添加 DCD 对雨养区春玉米产量、氧化亚氮排放及硝态氮残留的影响

【目的】田间条件下氮肥中添加硝化抑制剂双氰胺(dicyandiamide,DCD)对氧化亚氮排放和硝态氮含量变化的影响尚不清楚,研究不同施氮模式对玉米产量、氧化亚氮排放以及对土壤深层硝态氮残留和氮肥农学效率等的影响,对提高氮肥利用效率、减少农业源温室气体排放具有重要意义。【方法】试验于2013年4月至2014年9月,在中国科学院长武黄土高原农业生态试验站进行,供试作物为春玉米,品种为先玉335,半覆膜种植。试验设4个处理：传统施氮(Con)、减量施氮(Opt)、减量施氮+硝化抑制剂(Opt + DCD)、不施氮(N0),定期采集土样和氧化亚氮气体,利用流动分析仪和气象色谱仪测定土壤矿质氮和氧化亚氮的含量,采用 SAS 软件对不同处理的产量和各个指标进行方差分析。【结果】Opt 和 Opt + DCD 在保持产量的同时,显著影响氧化亚氮排放和硝态氮残留。 Opt 处理的硝态氮含量峰值降低13．7%,而 Opt + DCD 处理降低硝态氮峰值19．0%。其次,施氮模式还影响硝态氮峰值出现的时间： Con (190．1 mg/ kg)率先出现,其次是 Opt(164．0 mg/ kg)和 Opt + DCD(132．9 mg/ kg)。 Opt 显著降低了氧化亚氮的排放,降幅为29．4%,而在 Opt 基础上添加 DCD 可进一步降低氧化亚氮排放28．1%。在雨季,硝态氮含量和氧化亚氮排放随降雨而出现波动。尽管 Opt 降低了铵态氮峰值,但在 Opt 基础上,添加 DCD 提高了铵态氮峰值。4种施氮模式土壤剖面0—100 cm 和100—200 cm 的硝态氮残留量分别介于33．5148．9和24．892．8 kg/ hm2之间,平均值分别为78．5和56．4 kg/ hm2。土壤剖面0—200 cm 的硝态氮残留量以 Con 最大,为225．9 kg/ hm2,与 Con 相比,Opt 和 Opt +DCD 的硝态氮残留量降幅分别为48．0%59．0%、29．4%57．5%。 Opt 和 Opt + DCD 之间硝态氮残留差异不显著(P >0．05)。【结论】不同施氮模式对玉米产量、矿质氮和氧化亚氮的动态变化以及氮肥农学效率具有显著影响,但是 Opt 和 Opt + DCD 在施氮量减少20%的同时,不仅没有显著降低玉米产量,还进一步降低了土壤剖面硝态氮的残留量和农业源温室气体的排放。因此在黄土高原雨养农业区,添加 DCD 是一种科学有效的施肥管理方式。