基施控释氮肥提高华北露地大白菜产量并减少土壤NH3和N2O排放

[目的]控制土壤氮素气态损失是提升菜地氮肥利用和环境效益的一个重要措施.在滴灌条件下,研究控释氮肥一次性基施和减少氮肥投入对华北地区大白菜土壤NH3和N2O排放及其经济效益的影响,为华北地区大白菜生产提供最优氮肥管理方案.[方法]在河北赵县设置田间小区试验,4个处理分别为:不施氮(CK);常规施氮(施用尿素,总施氮量为N?400?kg/hm2,基施氮:追肥氮=4:6,U);优化施氮(在常规施氮的基础上减氮10％,总施氮量为N?360?kg/hm2,基施氮:追肥氮=4:6,90U);控释氮肥一次性基施(减氮10％,总施氮量为N?360?kg/hm2,90CRU)?.采用通气法和密闭式静态箱–气相色谱法,分析了不同处理下土壤NH3和N2O排放动态变化及大白菜产量和氮素吸收的差异.[结果]U、90U处理基肥期土壤NH3排放峰出现在基施后3～6天,追肥后峰值出现在施肥后3～5天,而90CRU处理峰值延迟到基施后9～11天出现,且其峰值显著降低.与U处理相比,整个生育期90U处理土壤NH3排放通量和总量分别降低了11.0％和10.4％,而90CRU处理其排放通量和总量分别显著降低了46.9％和27.6％?(P0.05).U、90U处理基肥期土壤N2O排放峰值出现在基施后7～9天,追肥后峰值出现在4～6天,而90CRU处理峰值出现在基施后14～17天,其峰值显著降低.施氮处理基肥期NH3和N2O排放峰值均高于追肥后.与U处理相比,90U处理土壤N2O排放通量和总量分别降低了11.1％和8.8％,90CRU处理其排放通量和总量分别显著降低了50.5％和23.2％?(P<0.05).与U处理相比,90CRU处理大白菜氮素利用率提高了5.7个百分点,产量和净经济效益分别增加了7.8％和8.0％,但差异不显著.相关分析表明,土壤温度和湿度与NH3和N2O排放通量成线性正相关关系,由于基肥期土壤温度和湿度高于追肥期,因此基肥期NH3和N2O排放通量高于追肥期.土壤脲酶活性与NH3排放通量间呈线性正相关关系,90CRU处理通过降低其活性而显著降低了NH3排放通量;土壤NO3–-N含量和功能基因AOB-amoA和nirK数量与N2O排放通量呈线性正相关关系,90CRU处理通过降低上述指标而显著降低了N2O排放通量.[结论]控释氮肥一次性基施在减少氮肥和劳动力投入、提高大白菜产量、经济效益与降低土壤NH3和N2O排放通量方面起到积极作用,为华北地区秋季大白菜种植提供了有效的氮肥管理方式.