周君璽，翟曉芳，孫浩然，唐 靚，沈玉芳

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2.西北農(nóng)林科技大學(xué)黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 楊凌 712100）

“溫室效應(yīng)”是當(dāng)前世界性的重要環(huán)境問(wèn)題之一，對(duì)生活環(huán)境、社會(huì)發(fā)展各方面產(chǎn)生了不同程度的影響。二氧化碳（CO2）是一種重要的溫室氣體，其對(duì)全球變暖的貢獻(xiàn)率超過(guò)60%，其平均濃度0.78 mg·L-（1在0℃，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下），為工業(yè)化前水平的143%[1]。研究表明，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是CO2的一個(gè)重要來(lái)源，也是潛在的“匯”[2]。因此，研究農(nóng)田土壤CO2的排放規(guī)律，對(duì)于如何優(yōu)化農(nóng)田管理措施來(lái)調(diào)控農(nóng)田溫室氣體排放具有重要意義。

地膜覆蓋和秸稈覆蓋是黃土高原旱作農(nóng)田生產(chǎn)中調(diào)控水分、促進(jìn)作物生產(chǎn)的主要優(yōu)化管理措施。地膜覆蓋通過(guò)物理阻隔層，改善通風(fēng)透光條件，可有效改變土壤溫度、孔隙度和水分狀況、土壤中的酶活性和微生物數(shù)量，從而利于作物的生長(zhǎng)發(fā)育[3]。秸稈覆蓋也具有減少土壤水分蒸發(fā)、保墑蓄水、調(diào)節(jié)土壤溫度和提高肥力等作用[4]；同時(shí)秸稈通過(guò)影響土壤理化性質(zhì)進(jìn)而影響CO2排放，如增加CO2排放[5]。但Al-Kaisi和Yin研究卻發(fā)現(xiàn)無(wú)秸稈覆蓋處理CO2排放量明顯高于秸稈覆蓋處理[6]。化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)極其重要的地位，化肥的施用可提高土壤肥力，增加作物產(chǎn)量，糧食增產(chǎn)的55%要?dú)w功于化肥的施用[7]。雖然李成芳等[8]研究表明，施肥未顯著影響農(nóng)田CO2排放，但是不合理施肥引起的CO2排放等環(huán)境問(wèn)題也不容忽視[9-10]。氮肥施入土壤后可導(dǎo)致土壤碳、氮等發(fā)生較大變異，進(jìn)而影響碳轉(zhuǎn)化微生物數(shù)量和活性，改變土壤碳氮循環(huán)，增加土壤CO2排放[11]；且氮肥施用率越高，土壤CO2排放量越高，但當(dāng)施氮量高于135 kg N·hm-2時(shí)，則會(huì)降低其土壤CO2排放速率[12]。因此，施肥對(duì)土壤CO2排放的影響比較復(fù)雜，肥料種類、用量和土壤質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量和pH值等土壤自身性質(zhì)和環(huán)境溫度、濕度和植被類型等條件存在較大差異。

近年來(lái)控釋氮肥因其高效、長(zhǎng)效、一次施用滿足作物生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)養(yǎng)分需求等的特性，在提高氮肥利用率、減少勞動(dòng)力等方面表現(xiàn)出較好的效果，已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)[13]。農(nóng)業(yè)部頒布的《到2020年化肥使用量零增長(zhǎng)的行動(dòng)方案》中明確提出要加大控釋肥料的應(yīng)用，在實(shí)際大田生產(chǎn)中配施一定比例控釋氮肥既可保證作物產(chǎn)量，同時(shí)也能降低施肥的可操作成本。目前有關(guān)控釋氮肥的研究多集中在控釋氮肥的生產(chǎn)工藝、養(yǎng)分釋放特性，及其施用對(duì)作物性狀與產(chǎn)量水平等方面[14]，但與普通尿素相比，控釋氮肥對(duì)作物產(chǎn)量和溫室氣體排放的影響因不同的氣候、土壤特性、施肥時(shí)間、施肥方式和作物輪作等因素而異[15]?？蒯尩逝涫l件下，不同覆蓋處理旱作農(nóng)田土壤CO2排放通量規(guī)律及其年際變化如何缺乏系統(tǒng)研究。本研究以黃土旱塬典型的旱作春玉米農(nóng)田為研究對(duì)象，探討控釋氮肥配施一次性施用對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)CO2排放的影響，以期為旱作農(nóng)田控釋氮肥的經(jīng)濟(jì)合理施用和環(huán)境評(píng)價(jià)提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

本研究于2016年4月—2018年4月在中國(guó)科學(xué)院水利部水土保持研究所長(zhǎng)武農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站（35°12′N，107°40′E）田間定位試驗(yàn)地進(jìn)行。該試驗(yàn)站位于黃土高原中南部陜甘交界處陜西省長(zhǎng)武縣洪家鎮(zhèn)王東村，海拔約1200 m，屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫9.1℃，年平均降水量584 mm，地下水埋深50～80 m，屬典型旱作農(nóng)業(yè)區(qū)。該地區(qū)主要種植模式為一年一熟的春玉米或冬小麥；區(qū)域內(nèi)土壤為黑壚土，土壤容重1.3 g·cm-3，土壤 pH 7.8，土壤有機(jī)質(zhì)14.67 g·kg-1，土壤全氮0.94 g·kg-1，土壤速效磷15.4 mg·kg-1，土壤速效鉀 145.5 mg·kg-1，土壤礦物氮28.4 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)在地膜覆蓋（FM）和秸稈覆蓋（SM）條件下，設(shè)置3個(gè)氮肥水平（表1），分別為不施氮肥（N0）、100%普通尿素（N1）、樹(shù)脂尿素和普通尿素比例1∶2（N2），共6個(gè)處理：地膜覆蓋下不施氮肥（FN0）、地膜覆蓋下100%普通尿素（FN1）、地膜覆蓋下樹(shù)脂尿素和普通尿素比例1∶2（FN2）、秸稈覆蓋下不施氮肥（SN0）、秸稈覆蓋下100%普通尿素（SN1）、秸稈覆蓋下樹(shù)脂尿素和普通尿素比例1∶2（SN2），3次重復(fù)，18個(gè)小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積為8.6 m×7 m=60.2 m2。100%普通尿素（N1）處理，氮肥（含氮46.4%的普通尿素）分3次施用，基肥與種肥占40%，喇叭口追肥占30%，抽雄期追肥占30%；控釋氮肥配施（N2）處理，氮肥（含氮量44%的樹(shù)脂尿素和46.4%的普通尿素）于播種前一次施用；施氮量均為225 kg N·hm-2。試驗(yàn)磷肥、鉀肥均于播種前一次性施用，以五氧化二磷（P2O5）為16%的過(guò)磷酸鈣為肥源，每公頃施純磷40 kg；以氧化鉀（K2O）為51%的硫酸鉀為肥源，每公頃施純鉀80 kg。春玉米品種為鄭單958，種植密度為65 000株hm-2，各處理采用寬窄行、雙壟溝種植法：寬行60 cm、窄行40 cm、大壟高10 cm，小壟高15 cm。2016年4月24日播種，9月15日收獲：2017年4月23日播種，9月23日收獲。

表1 田間試驗(yàn)方案Table 1 Design of field experiment

1.3 監(jiān)測(cè)指標(biāo)與測(cè)定方法

采用密閉靜態(tài)箱法-氣相色譜法采集和測(cè)定氣體。采樣箱包括箱體和底座兩部分，箱體外覆隔熱泡沫板以防止采樣期間箱內(nèi)溫度變化過(guò)大，每個(gè)小區(qū)分配一個(gè)底座并長(zhǎng)期埋于田間（長(zhǎng)、寬和高分別為50 cm、50 cm、15 cm）。采樣時(shí)保證凹槽有水密封，箱體（長(zhǎng)、寬和高分別為50 cm、50 cm、50 cm）扣在植株上且箱體內(nèi)的頂部位置安裝兩個(gè)小風(fēng)扇以充分混合箱內(nèi)氣體，每次采樣時(shí)記錄箱內(nèi)溫度變化。在玉米生長(zhǎng)期和休閑期，每隔4 d和15 d采集一次氣體樣品，采集時(shí)間為上午8：30到11：30[16]，在關(guān)閉氣室后的0、10、20 min和30 min用裝有三通旋塞的塑料注射器采集50 mL箱內(nèi)氣體。施氮和降水后，每隔1～2 d采集一次氣體樣品，持續(xù)約10 d和5 d，連續(xù)監(jiān)測(cè)至氣體通量恢復(fù)到正常水平，恢復(fù)正常采氣頻率。保證當(dāng)天使用氣相色譜儀（Agilent 7890A）對(duì)所采集的氣體樣品進(jìn)行測(cè)定；儀器裝有電子捕獲檢測(cè)器FID檢測(cè)器，載氣是氣流量為21 mL·min-1的高純氮?dú)猓?9.999 9%）。樣品中CO2通入H2先經(jīng)Ni催化轉(zhuǎn)化為CH4后再進(jìn)FID檢測(cè)器分析。檢測(cè)器工作溫度為200℃，柱箱溫度為80℃，燃?xì)鉃楦呒儦浜涂諝狻庀嗌V儀工作前用標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行校準(zhǔn)。

溫度：采用便攜式數(shù)字溫度計(jì)（天津市金明儀器有限公司，JM624）在氣體采樣開(kāi)始和結(jié)束時(shí)，測(cè)定地表（0 cm）和10 cm處的土壤溫度以及箱內(nèi)空氣溫度，兩次測(cè)定的平均值代表氣體取樣期間的溫度。

土壤水分、硝態(tài)氮和銨態(tài)氮：在施氮10 d和降水5 d內(nèi)，每日采集0～20 cm土層土樣，其余時(shí)間每8 d或15 d采集0～20 cm土樣一次（12月至次年3月初凍土期不進(jìn)行土樣采集）。土樣采集與氣體樣品采集在同一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行。用環(huán)刀烘干法測(cè)定土壤含水量，計(jì)算土壤充水孔隙度（Water-filled pore space，WFPS）。用1 mol·L-1氯化鉀溶液浸提-連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定硝態(tài)氮（NO-3-N）和銨態(tài)氮（NH+4-N）含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

CO2排放通量采用直線回歸法計(jì)算，并采用線性插值法估算累積排放量。氣體排放通量的計(jì)算公式為[17]：

式中：F為氣體通量，mg·m-2·h-1；ρ為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體密度，g·cm-3；V為靜態(tài)箱實(shí)際體積，cm3；A為箱內(nèi)土壤表面積，m2；ΔC/ΔT為單位時(shí)間靜態(tài)箱內(nèi)的氣體濃度變化率，mg CO2-C·m-2·h-1；θ為采樣過(guò)程中采樣箱內(nèi)的平均溫度，℃。

土壤充水孔隙度（Water-filled pore space，WFPS）計(jì)算公式為[18]：

式中：θm為土壤含水量，%；ρb為土壤容重，g·cm-3；ρs為土壤密度，2.65 g·cm-3。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別采用SPSS 19.0進(jìn)行處理，處理間差異采用雙因素方差分析，不同處理之間數(shù)據(jù)差異顯著性采用最小顯著差法LSD進(jìn)行（P＜0.05）。CO2排放與土壤溫度、充水孔隙度、礦質(zhì)氮的相關(guān)性分析采用皮爾遜相關(guān)性分析，變異性用*表示，*表示顯著水平達(dá)到P＜0.05，**表示顯著水平達(dá)到P＜0.01。采用Sigmaplot 12.5軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理旱作農(nóng)田CO2排放通量的動(dòng)態(tài)變化

2016—2018年各處理的田間CO2排放通量動(dòng)態(tài)變化規(guī)律相似（圖1），變化幅度在3.6～248.45 mg CO2-C·m-2·h-1之間。第二年5月1號(hào)左右試驗(yàn)玉米田各處理CO2排放通量出現(xiàn)第一次較小峰值是在播種前對(duì)土地進(jìn)行了翻耕后，但氣溫很低峰值較小，隨后迅速降低。之后在溫度較高、降雨充沛的夏季，土壤CO2的排放通量一直維持在44.35～58.51 mg CO2-C·m-2·h-1較高水平，在 6月出現(xiàn)最大值（238.7 mg CO2-C·m-2·h-1），玉米蠟熟期后開(kāi)始下降，休閑季（9月中旬到第二年3月中下旬）排放通量較低（3.6～23.4 mg CO2-C·m-2·h-1）。試驗(yàn)農(nóng)田兩種覆蓋條件下的平均 CO2排放通量表現(xiàn)為：FN1＞FN2＞FN0、SN1＞SN2＞SN0，說(shuō)明施氮增加農(nóng)田CO2排放；但與FN1和SN1處理相比，F(xiàn)N2和SN2處理的CO2平均排放分別減少了13.31%和10.62%。地膜覆蓋處理和秸稈覆蓋處理CO2平均排放通量分別為77.7、84.35 mg CO2-C·m-2·h-1，地膜覆蓋排放低于秸稈覆蓋。

2.2 不同處理旱作農(nóng)田CO2累計(jì)排放量及其差異

不同處理對(duì)春玉米農(nóng)田生長(zhǎng)季和休閑季CO2累積排放量見(jiàn)表2。無(wú)論地膜覆蓋還是秸稈覆蓋條件下，施肥處理在玉米生長(zhǎng)季、休閑季和全年期CO2累積排放量均顯著高于不施肥處理（P＜0.05）。2016—2017年，與FN0相比，F(xiàn)N1和FN2處理全年CO2累積排放量分別增加了22.31%和12.63%；與SN0相比，SN1和SN2分別增加了21.15%和8.89%。2017—2018年，與FN0相比，F(xiàn)N1和FN2處理全年CO2累積排放量分別增加了21.49%和11.67%；與SN0相比，SN1和SN2分別增加了18.23%和9.59%?？蒯尩逝涫┨幚淼纳L(zhǎng)季和全年累積排放顯著低于施用普通尿素處理（P＜0.05），試驗(yàn)兩年FN2較FN1分別減少了7.9%和8.07%，SN2較SN1分別減少了10.12%和7.3%，但休閑季差異不顯著。2016—2018年，同樣施氮條件下秸稈覆蓋處理的CO2累積排放量均高于地膜覆蓋；地膜覆蓋處理和秸稈覆蓋處理的平均CO2累積排放量分別為4.17 t CO2-C·hm-2和4.57 t CO2-C·hm-2，秸稈覆蓋處理比地膜覆蓋處理顯著增加了9.6%。

2.3 環(huán)境變量對(duì)CO2排放的影響分析

2016—2017年和2017—2018年玉米生長(zhǎng)季降水量分別為374.2 mm和368.4 mm，分別占全年降水量的70.21%和68.05%（圖2）。土壤充水孔隙度（WFPS）主要受降水的影響，強(qiáng)降雨后，0～20 cm土層的WFPS顯著增加，隨后迅速減少（圖2）。試驗(yàn)期內(nèi)不同處理的WFPS變化范圍為25.4%～96.8%，而地膜覆蓋處理的土壤WFPS平均值較秸稈覆蓋處理高10.4%。相關(guān)分析表明，不同覆蓋和施氮處理CO2排放通量與土壤WFPS呈不顯著負(fù)相關(guān)。

圖1 不同處理CO2排放通量動(dòng)態(tài)變化Figure 1 Dynamic change of CO2flux in different treatments

表2 不同處理CO2累積排放量（t CO2-C·hm-2）Table 2 Accumulative CO2flux in different treatments（t CO2-C·hm-2）

試驗(yàn)期內(nèi)地膜覆蓋處理0 cm土壤平均溫度在-2.8～26.3℃之間，秸稈覆蓋處理在-2.8～25.5℃之間（圖3）；同時(shí)，地膜覆蓋處理10 cm土壤平均溫度在-3.2～27.6℃之間，秸稈覆蓋處理在-3.3～28.7℃之間。相關(guān)分析表明（表3），不同處理農(nóng)田CO2排放通量均與土壤溫度呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。對(duì)土壤CO2排放通量與0 cm和10 cm土壤溫度用二次方程和指數(shù)方程分別進(jìn)行擬合（表4），兩種方程模擬效果均良好，對(duì)比模擬結(jié)果的R2值發(fā)現(xiàn)，本研究所有處理中指數(shù)方程能夠更好地說(shuō)明土壤CO2排放通量與地表0 cm和10 cm土層土壤溫度的關(guān)系。

2.4 土壤礦質(zhì)氮與CO2排放的影響分析

試驗(yàn)中施肥后0～20 cm土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量顯著增加（圖4）。在施肥后10 d內(nèi)，硝態(tài)氮含量保持在較高水平，但銨態(tài)氮含量迅速下降。觀測(cè)期內(nèi)，不施氮N0處理平均土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量分別為9.68 mg·kg-1和2.01 mg·kg-1；N1處理硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量分別為48.49 mg·kg-1和19.77 mg·kg-1；N2處理硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量分別為30.35 mg·kg-1和10.05 mg·kg-1；施氮處理硝態(tài)氮含量均顯著高于不施氮處理，N1處理硝態(tài)氮含量顯著高于N2處理（P＜0.05）。相關(guān)分析表明（表3），施氮處理下CO2排放通量與土壤礦質(zhì)氮均呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）。

3 討論

圖2 降水和土壤充水孔隙度動(dòng)態(tài)變化Figure 2 Dynamic change of precipitation and the soil WFPS in different treatments

本研究發(fā)現(xiàn)，兩年各處理春玉米農(nóng)田CO2排放通量動(dòng)態(tài)變化規(guī)律相似，呈現(xiàn)雙峰曲線變化。在溫度較高、降雨充沛的夏季CO2排放通量一直較高，于6—7月份出現(xiàn)峰值，然后下降，玉米休閑季維持在較低的水平，這與秦越、張俊麗等的研究結(jié)果基本一致[19-20]。農(nóng)田土壤CO2的排放通量與0 cm和10 cm土壤溫度極顯著正相關(guān)，這說(shuō)明土壤溫度是影響土壤呼吸的主要因子之一，可以通過(guò)影響土壤微生物活性以及根際活動(dòng)的季節(jié)變化來(lái)影響CO2排放[21]。已有研究表明，可用不同方程較好地模擬土壤CO2通量與地溫的關(guān)系[22-25]。在本研究中用指數(shù)方程的模擬效果優(yōu)于二次方程，這與宋秋來(lái)等的結(jié)論基本一致[26]，但并未發(fā)現(xiàn)不同土層擬合指數(shù)方程的R2值的顯著差異，這應(yīng)與地域氣候、土壤質(zhì)地以及種植模式等不同有關(guān)。農(nóng)田不同管理措施會(huì)改變土壤溫度，影響農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中作物、土壤微生物的活性及土壤中碳的代謝作用，調(diào)節(jié)農(nóng)田碳的生物化學(xué)過(guò)程進(jìn)而影響土壤CO2排放。土壤含水量變化對(duì)土壤微生物的影響在適宜水分情況下相對(duì)較小，主要表現(xiàn)在土壤水分虧缺和過(guò)多情況下，當(dāng)降雨前的土壤含水量低時(shí)，降雨會(huì)使土壤微生物產(chǎn)生Birch效應(yīng)[27]，使CO2通量瞬時(shí)增加；但土壤水分含量過(guò)高時(shí)，水分會(huì)充滿土壤孔隙，影響土壤通氣性。本研究土壤水分的變化主要受降雨影響，降雨常伴隨著較低的氣溫，且土壤水分飽和降低了土壤的通氣性，進(jìn)而減少了CO2的產(chǎn)生和向大氣中的排放，本研究農(nóng)田CO2排放通量與土壤WFPS呈負(fù)相關(guān)，但無(wú)顯著差異，這與楊書運(yùn)等[28]研究結(jié)果不一致。

圖3 不同土層土壤溫度動(dòng)態(tài)變化Figure 3 Dynamic change of soil temperature in different soil layers

表3 CO2排放通量與各因素的相關(guān)性Table 3 Pearson correlation coefficients between the CO2flux and soil variables

表4 土壤CO2排放通量與土壤溫度的方程擬合Table 4 Soil CO2flux and soil temperature equation fitting

除通過(guò)影響土壤溫度、濕度等條件間接影響土壤CO2排放外[29-30]，秸稈覆蓋在玉米生長(zhǎng)后期，由于秸稈本身分解釋放一部分CO2[31-32]，且長(zhǎng)期秸稈覆蓋措施下會(huì)影響土壤理化性質(zhì)[33]，增加土壤表層水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量，而水穩(wěn)性團(tuán)聚體與CO2的排放呈顯著的正相關(guān)[34]。因此，本試驗(yàn)中雖然地膜覆蓋處理的土壤溫度略高于秸稈覆蓋處理，但秸稈覆蓋處理的CO2累積排放量比地膜覆蓋處理顯著增加了9.6%，這與Liu等[35]覆膜＞秸稈覆蓋＞裸地的結(jié)果不一致，這可能與不同農(nóng)田的土壤物理性質(zhì)、土壤養(yǎng)分條件、覆蓋作物化學(xué)性質(zhì)以及測(cè)定周期等不同有關(guān)。因此，不同覆蓋對(duì)農(nóng)田CO2排放機(jī)理較復(fù)雜，需結(jié)合不同的氣候條件和土地類型進(jìn)行深入研究，探討既穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)又減少溫室氣體排放的合適的旱作覆蓋措施。

在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，施肥是影響土壤CO2排放的主要因素[30]，施用氮肥顯著促進(jìn)了CO2的排放，與不施氮處理相比，試驗(yàn)施氮處理玉米生長(zhǎng)季和全年CO2累積排放量均顯著增加，這與前人的研究結(jié)果一致[36]。Snyder等[37]研究認(rèn)為，施氮主要通過(guò)兩個(gè)方式影響土壤CO2排放，一是直接為植物及微生物提供生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分；二是通過(guò)影響土壤pH值，改變微生物的活性和土壤有機(jī)質(zhì)的合成和分解，使CO2排放發(fā)生改變。施氮降低土壤C/N使微生物活動(dòng)增強(qiáng)，從而促使土壤中穩(wěn)定性較高的有機(jī)質(zhì)和玉米秸稈的活化降解[38]。李彬彬等[39]通過(guò)向土壤中添加等量秸稈配以不同數(shù)量氮素的室內(nèi)培養(yǎng)研究發(fā)現(xiàn)，土壤起始C/N越低CO2累積排放量越高。本研究區(qū)域農(nóng)田土壤C/N較低[40]，施氮改變土壤碳氮組分，也為土壤微生物活動(dòng)提供氮源，使土壤微生物活動(dòng)增強(qiáng)，增加了對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和部分玉米秸稈的分解。肥料類型、施用量以及施用方式等施肥措施也是影響土壤溫室氣體排放的重要因素。楊丹等研究發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)施肥相比，各化肥減量配施有機(jī)肥處理均促進(jìn)了早稻田CO2的排放[41]。在等氮量條件下，有機(jī)肥處理顯著增加了華北夏玉米農(nóng)田土壤CO2的排放量。而氮肥與硝化抑制劑配施后，土壤CO2釋放量會(huì)降低11.0%～13.9%。張俊麗等[20]研究表明，相同施氮量緩釋氮肥較尿素能有效降低土壤碳排放量。本研究相同施氮水平下，控釋氮肥配施處理的CO2累積排放量也顯著低于普通尿素處理。表明與普通尿素分多次施入相比，控釋氮肥配施一次性施肥技術(shù)，在保持或提高作物產(chǎn)量的前提下[15]，能減少旱作農(nóng)田CO2氣體的排放，促進(jìn)旱作區(qū)的固碳減排。綜合考慮緩控釋肥可以簡(jiǎn)化施肥、降低施肥勞動(dòng)強(qiáng)度、提高肥料利用率的優(yōu)點(diǎn)[13]，可將適量的緩控釋肥配施作為黃土旱塬農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一種重要的氮肥管理措施。同時(shí)應(yīng)探索不同緩釋期的緩控釋肥料按照更佳的混合比例和一次性施用方法，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益的雙贏。

圖4 不同施氮處理土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量的動(dòng)態(tài)變化Figure 4 Dynamic change of soil nitrate and ammonium at treatments applied with different nitrogen fertilizers

4 結(jié)論

（1）旱作春玉米農(nóng)田CO2排放隨季節(jié)土壤溫度變化呈動(dòng)態(tài)單峰變化；不同處理CO2排放通量與0 cm和10 cm土壤溫度均呈極顯著正相關(guān)。

（2）施氮顯著增加不同覆蓋旱作農(nóng)田CO2排放；但與施100%普通尿素處理相比，控釋氮肥1∶2配施處理顯著減少平均CO2排放通量和全年累積排放量，表明控釋氮肥配施有利于減少旱作覆蓋春玉米農(nóng)田CO2排放，實(shí)現(xiàn)良好的環(huán)境效益，可作為黃土旱塬旱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中精簡(jiǎn)施肥和實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排的一種重要的氮肥管理措施。