doi：10.3969/j.issn.1000-4440.2024.05.010

收稿日期：2023-05-08

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（42071023、41775152）

作者簡(jiǎn)介：曹琰梅（1999-），女，新疆巴州人，碩士研究生，研究方向?yàn)闅夂蜃兓c地-氣系統(tǒng)碳氮交換。（E-mail）1473939077@qq.com

通訊作者：胡正華，（E-mail）zhhu@nuist.edu.cn；李" 琪，（E-mail）liqix123@sina.com

摘要：" 為研究CO2濃度緩增對(duì)冬小麥田N2O排放的影響，利用由開(kāi)頂式氣室（OTC）組成的CO2濃度自動(dòng)調(diào)控平臺(tái)，揚(yáng)麥22號(hào)為供試材料開(kāi)展田間試驗(yàn)。將大氣CO2濃度作為對(duì)照（CK），設(shè)置CO2濃度緩增處理C80（CO2濃度緩慢增加80 μmol/mol）和C120（CO2濃度緩慢增加120 μmol/mol）。結(jié)果表明，CO2濃度緩增處理沒(méi)有改變小麥田N2O排放通量的季節(jié)性變化特征。在2017-2018年冬小麥生長(zhǎng)季，CK、C80處理土壤N2O累積排放量分別為（25.49±3.33） mg/m2、（26.83±3.21） mg/m2；2018-2019年冬小麥生長(zhǎng)季，CK、C120處理土壤N2O累積排放量分別為（113.06±2.66） mg/m2、（121.20±9.28） mg/m2。在2017-2018年冬小麥生長(zhǎng)季，CK、C80處理土壤-冬小麥系統(tǒng)N2O累積排放量分別為（25.99±1.39） mg/m2、（29.83±4.20） mg/m2。各生育期土壤N2O累積排放量與冬小麥地上部分生物量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），土壤-冬小麥系統(tǒng)N2O累積排放量與冬小麥地上部分生物量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。

關(guān)鍵詞：" 冬小麥；N2O排放量；開(kāi)頂式氣室；CO2濃度緩增

中圖分類號(hào)：" S512.1+1""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：" A""" 文章編號(hào)：" 1000-4440（2024）05-0855-10

Effects of gradually elevated CO2 concentration on N2O emission from winter wheat field

CAO Yanmei1，" KE Haonan1，" SHANG Dongyao2，" WU Manqiu1，" SHUAI Siliang1，" HU Zhenghua1，" LI Qi1

（1.School of Ecology and Applied Meteorology， Nanjing University of Information Science amp; Technology， Nanjing 210044， China；2.Henan Institute of Meteorological Science， Key Laboratory of Agrometeorological Support and Applied Technique， China Meteorological Administration， Zhengzhou 450003， China）

Abstract：" In order to study the effects of gradually elevated CO2 concentration on N2O emission from winter wheat field， a field experiment was carried out with Yangmai 22 as the test material by using an open-top chamber （OTC）. Using atmospheric CO2 concentration as the control （CK）， and two gradually elevated CO2 concentration treatments， C80（CO2 concentration increased by 80 μmol/mol） and C120（CO2 concentration increased by 120 μmol/mol）， were set. The results showed that the seasonal variation of N2O emission flux in wheat field was not changed by the slow increase of CO2 concentration. During 2017-2018 winter wheat growing season， the cumulative N2O emissions from soil in CK and C80 treatment were （25.49±3.33） mg/m2 and （26.83±3.21） mg/m2， respectively. During 2018-2019 winter wheat growing season， the accumulative N2O emissions in CK and C120 treatment were （113.06±2.66） mg/m2 and （121.20±9.28） mg/m2， respectively. During 2017-2018 winter wheat growing season， the cumulative N2O emissions from the soil-winter wheat system in CK and C80 treatment were （25.99±1.39） mg/m2 and （29.83±4.20） mg/m2， respectively. The cumulative N2O emission from soil was positively correlated with the aboveground biomass of winter wheat （P＜0.01）， and the cumulative N2O emission from soil-winter wheat system was positively correlated with the aboveground biomass of winter wheat （P＜0.01）.

Key words：" winter wheat；N2O emissions；open top chamber；gradually elevated CO2 concentration

CO2是主要的溫室氣體，CO2濃度隨著人類活動(dòng)的增加而逐年上升，目前濃度為419 μmol/mol，預(yù)計(jì)2050年會(huì)增加到550 μmol/mol。CO2濃度升高已成為全世界共同面臨的環(huán)境問(wèn)題。N2O作為三大溫室氣體之一，其百年尺度上增溫潛勢(shì)是CO2的273倍，在2012-2019年，大氣中N2O含量的增長(zhǎng)速度達(dá)到了每年0.96 nmol/mol。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的N2O排放量占人為溫室氣體排放量的65%，是主要的N2O排放源。小麥2022年種植總面積達(dá)到2.3×107 hm2，是重要的糧食作物。因此，研究大氣CO2濃度升高對(duì)小麥田N2O排放的影響，有助于科學(xué)應(yīng)對(duì)未來(lái)氣候變化，確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全。

有關(guān)CO2濃度升高對(duì)農(nóng)田N2O排放影響的研究，不同學(xué)者采用不同的CO2濃度升高模擬方式得到的結(jié)論也有所不同。王從等發(fā)現(xiàn)，CO2濃度緩增至500 μmol/mol左右，小麥生物量和產(chǎn)量顯著提高，同時(shí)稻麥輪作系統(tǒng)N2O排放顯著增加。Welzmiller等研究結(jié)果表明，CO2濃度驟增200 μmol/mol使土壤-高粱系統(tǒng)的N2O排放增多，其原因是土壤反硝化細(xì)菌活性提高。Sun等發(fā)現(xiàn)，大氣CO2濃度驟增至700 μmol/mol，土壤礦質(zhì)氮濃度降低，溶解有機(jī)碳（DOC）濃度升高，稻田土壤N2O累積排放通量顯著降低。在葡萄牙的稻田中，Pereira等將CO2濃度驟增至550 μmol/mol，發(fā)現(xiàn)土壤-水稻系統(tǒng)的N2O總排放量無(wú)顯著變化。值得注意的是，上述研究結(jié)論并不相同，可能是由于CO2濃度升高方式的不同，緩增CO2濃度和驟增CO2濃度會(huì)對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)N2O排放量產(chǎn)生不同影響。這些研究雖然在一定程度上可以體現(xiàn)CO2濃度升高對(duì)N2O排放的影響，但都忽略了大氣CO2濃度的增加實(shí)際上是一個(gè)連續(xù)緩增的過(guò)程。CO2濃度連續(xù)緩增更接近未來(lái)大氣變化的真實(shí)情況，對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)更有借鑒意義。

本研究采用開(kāi)頂式氣室（OTC）緩增CO2濃度，從試驗(yàn)第一年開(kāi)始逐年增加40 μmol/mol進(jìn)行冬小麥試驗(yàn)，利用靜態(tài)暗箱-氣相色譜法，對(duì)不同CO2濃度條件下冬小麥系統(tǒng)N2O排放通量開(kāi)展原位觀測(cè)試驗(yàn)，探究CO2濃度緩增對(duì)冬小麥田N2O排放的影響，以期為評(píng)估未來(lái)農(nóng)田N2O排放及其變化趨勢(shì)提供一定的參考依據(jù)。

1" 材料與方法

1.1" 試驗(yàn)區(qū)域概況

本研究試驗(yàn)田位于南京信息工程大學(xué)（118.71°E，32.21°N），屬亞熱帶季風(fēng)氣候，季節(jié)降水量差異大，多年平均降水量為1 100 mm，平均溫度15.6 ℃。耕作層土壤類型為潴育型水稻土和壤質(zhì)黏土，土壤pH值6.3，水土比為5∶2，黏粒含量26.1%，有機(jī)碳含量11.95 g/kg，全氮含量1.19 g/kg。

1.2" 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用的CO2濃度自動(dòng)控制平臺(tái)是由8個(gè)開(kāi)頂式氣室、CO2濃度傳感器、控制系統(tǒng)和供氣系統(tǒng)4個(gè)部分組成，可以自動(dòng)調(diào)控開(kāi)頂式氣室內(nèi)CO2濃度。開(kāi)頂式氣室為正八邊形棱柱體，外圍安裝有高透光特性的玻璃，外部框架材質(zhì)為鋁合金，開(kāi)頂式氣室對(duì)邊直徑3.75 m，高3 m，底面積10 m2，頂部敞口并向內(nèi)傾斜45°。各開(kāi)頂式氣室中安裝有CO2濃度傳感器、溫濕度監(jiān)測(cè)儀?？刂葡到y(tǒng)設(shè)置參照黨慧慧等的設(shè)置。

CO2濃度自動(dòng)控制平臺(tái)自2016年緩增CO2濃度。試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)CO2濃度處理，分別為對(duì)照（CK）、CO2濃度增加80 μmol/mol處理（C80）、CO2濃度增加120 μmol/mol處理（C120）。對(duì)照CO2濃度為410～420 μmol/mol，與大氣中CO2濃度一致。C80處理即2017-2018年，在小麥生長(zhǎng)季自動(dòng)調(diào)控開(kāi)頂式氣室內(nèi)CO2濃度增加80 μmol/mol，即CO2濃度為490～500 μmol/mol。C120處理即2018-2019年，在小麥生長(zhǎng)季自動(dòng)調(diào)控開(kāi)頂式氣室內(nèi)CO2濃度增加120 μmol/mol，即CO2濃度為530～540 μmol/mol。每個(gè)處理均有4個(gè)重復(fù)。供試冬小麥品種為揚(yáng)麥22號(hào)，主要生育期及肥料管理如表1所示。

1.3" 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1" N2O氣體采集與分析" 靜態(tài)暗箱（內(nèi)徑22 cm，高1 m）呈圓柱狀，頂端封口且留有安裝溫度計(jì)和抽氣管的小孔，為避免在采樣過(guò)程中箱內(nèi)溫度變化對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)生影響，在箱體外圍包裹不透光膠帶和隔熱鋁箔。采樣底座是圓形無(wú)底盆缽（內(nèi)徑20 cm，高10 cm），底座上部有向內(nèi)凹陷的凹槽（深2 cm）。采樣底座在冬小麥出苗后套在冬小麥植株上，用于土壤-冬小麥系統(tǒng)氣體采樣；采樣底座安置于行間無(wú)植株裸土處，并在整個(gè)生長(zhǎng)季去除底座內(nèi)雜草。在2017-2018年冬小麥生長(zhǎng)季進(jìn)行土壤和土壤-冬小麥系統(tǒng)N2O通量觀測(cè)，在2018-2019年冬小麥生長(zhǎng)季進(jìn)行土壤N2O通量觀測(cè)。采樣過(guò)程如下：首先在事先安裝好的采樣底座上放置采樣箱，向槽內(nèi)加水達(dá)到密封效果，并安裝溫度計(jì)和采氣針筒，采氣針筒為50 ml醫(yī)用塑料注射器。在封箱后每隔10 min抽一次氣體，共抽3次，并讀取圓筒內(nèi)始末溫度。具體采樣方法詳見(jiàn)商?hào)|耀的方法。最后，計(jì)算N2O的排放速率：計(jì)算每組3個(gè)樣品中N2O氣體混合比，并與其對(duì)應(yīng)的間隔時(shí)間進(jìn)行線性回歸。

氣體通量的計(jì)算：假定采樣箱橫截面積為A，采樣箱有效高度，即地表至箱頂?shù)母叨葹镠。則箱內(nèi)空氣體積V=AH。溫室氣體的排放通量F為：

F=ρVdNdt·1A=MPR（273+T）·VA·dNdt" =HMPR（273+T）·dNdt（1）

式中，F(xiàn)為N2O排放通量，ρ為N2O氣體密度（g/L），M為N2O摩爾質(zhì)量（g/mol），dN/dt為N2O排放速率，R為普適氣體常數(shù)，8.314 ，T為采樣時(shí)箱內(nèi)平均氣溫（℃）。P為采樣點(diǎn)大氣壓力，本研究中P=1.013×l05 Pa。經(jīng)整理可得到N2O排放通量（F）的計(jì)算式為：

F=60H44×1.0138.314×（273+T）·dNdt（2）

式中，常數(shù)60為時(shí)間換算常數(shù)，1 h=60 min。H為采樣箱的有效高度（m），T為采樣時(shí)箱內(nèi)平均氣溫（℃），dN/dt為N2O排放速率。

冬小麥生長(zhǎng)季N2O累積排放通量計(jì)算公式如下：

E=24∑nt=2（Dt-Dt-1）（Ft-1+Ft）2（3）

式中，E為冬小麥生長(zhǎng)季N2O累積排放通量（mg/m2），常數(shù)24為時(shí)間換算常數(shù)，1 d=24 h。Dt為該季開(kāi)始后第t次采樣時(shí)的累積天數(shù)，F(xiàn)t為對(duì)應(yīng)的N2O排放通量。

1.3.2" 生物量的測(cè)定" 在冬小麥關(guān)鍵生育期測(cè)定地上部分生物量。于每個(gè)開(kāi)頂式氣室內(nèi)隨機(jī)選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻的冬小麥植株進(jìn)行采樣，洗凈后105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒重后稱重。

1.3.3" 土壤溫度和含水量測(cè)定" 距地表5 cm的土壤溫度和含水量觀測(cè)儀器為：土壤水分溫度電導(dǎo)率速測(cè)儀（Hydra ProbeⅡ，Stevens Water Monitoring Systems，USA）。

1.4" 統(tǒng)計(jì)分析

測(cè)得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)在Office Excel 2021中預(yù)處理，在SPSS17.0（SPSS Inc.，Chicago，USA）中進(jìn)行單因素方差分析（ANOVA） 、重復(fù)測(cè)量方差分析（Repeat measures ANOVA）和Pearson相關(guān)性分析（Univariate），利用最小顯著性差異法（Least significant difference，LSD）進(jìn)行多重檢驗(yàn)。在軟件Origin 2021 （OeiginLab Corp.，Wellesley Hills，USA）中采用線性和非線性回歸方法研究環(huán)境因子與土壤N2O排放通量之間的關(guān)系。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 土壤N2O排放

2.1.1" 土壤N2O排放通量" 如圖1所示，對(duì)照、C80處理和C120處理土壤N2O排放通量總體趨于一致，其中土壤N2O排放峰值的出現(xiàn)主要是由于肥料的施用。在2019年3月28日拔節(jié)孕穗期施肥后出現(xiàn)了明顯的N2O排放峰。重復(fù)測(cè)量方差分析結(jié)果表明，C80處理和C120處理土壤N2O排放通量均隨生育期顯著變化（P＜0.05）。C80處理和C120處理并未對(duì)冬小麥生長(zhǎng)季土壤N2O排放通量產(chǎn)生顯著影響（Pgt;0.05）。CO2緩增處理與生育期對(duì)土壤N2O排放通量均無(wú)顯著交互作用（Pgt;0.05）?？傮w來(lái)看，CO2緩增處理并未影響土壤N2O的排放。2017-2018年冬小麥生長(zhǎng)季的土壤N2O排放通量較2018-2019年冬小麥生長(zhǎng)季偏低，可能是由于2017-2018年冬小麥生長(zhǎng)季觀測(cè)開(kāi)始的時(shí)間較晚，未觀測(cè)到施肥后的N2O排放峰。

2.1.2" 土壤N2O累積排放量" 如圖2所示，冬小麥各生育時(shí)期C80處理土壤N2O累積排放量與對(duì)照均無(wú)顯著差異（Pgt;0.05）。對(duì)照冬小麥全生育期土壤N2O累積排放量為（25.49±3.33） mg/m2， C80處理冬小麥全生育期土壤N2O累積排放量為（26.83±3.21） mg/m2。在2018-2019年冬小麥生長(zhǎng)季，對(duì)照冬小麥全生育期土壤N2O累積排放量為（113.06±2.66） mg/m2，C120處理冬小麥全生育期土壤N2O累積排放量為（121.20±9.28） mg/m2。在觀測(cè)時(shí)間段內(nèi)，2018-2019年土壤N2O累積排放量大于2017-2018年，可能是由于2017-2018年冬小麥生長(zhǎng)季錯(cuò)過(guò)了施肥導(dǎo)致N2O排放峰值期的觀測(cè)，觀測(cè)開(kāi)始時(shí)間較晚。

2.2" 土壤-冬小麥系統(tǒng)N2O排放

如圖3所示，冬小麥對(duì)照和C80處理土壤-冬小麥系統(tǒng)N2O季節(jié)排放通量總體趨于一致。重復(fù)測(cè)量方差分析結(jié)果表明，土壤-冬小麥系統(tǒng)N2O排放通量均隨生育期顯著變化（P＜0.05）。C80處理并未對(duì)土壤-冬小麥系統(tǒng)N2O排放通量產(chǎn)生顯著影響（Pgt;0.05）。CO2緩增處理與生育期對(duì)土壤-冬小麥系統(tǒng)N2O排放通量無(wú)顯著交互作用（Pgt;0.05）。總體來(lái)看， CO2緩增處理并未改變土壤-冬小麥系統(tǒng)N2O的排放趨勢(shì)。

如圖4所示，冬小麥各生育時(shí)期C80處理土壤-冬小麥系統(tǒng)N2O累積排放量與對(duì)照均無(wú)顯著差異（Pgt;0.05）。對(duì)照冬小麥全生育期土壤-冬小麥系統(tǒng)N2O累積排放量為（25.99±1.39） mg/m2， C80處理冬小麥全生育期土壤-冬小麥系統(tǒng)N2O累積排放量為（29.83±4.20） mg/m2。

2.3" N2O排放與相關(guān)因子的關(guān)系

2.3.1" N2O排放與生物量的關(guān)系" 圖5A為土壤N2O排放通量與小麥地上部分生物量相關(guān)關(guān)系，圖5B為土壤-冬小麥系統(tǒng)N2O排放通量與小麥地上部分生物量相關(guān)關(guān)系，結(jié)果表明，各生育期土壤N2O累積排放量與該生育期地上部分生物量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），其R2為0.622。各生育期土壤-冬小麥系統(tǒng)N2O累積排放量與該生育期地上部分生物量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），其R2為0.610。隨生物量的增多，N2O累積排放量逐漸增大。

2.3.2" 土壤N2O排放與土壤溫度的關(guān)系" 如圖6所示，對(duì)照、C80處理和C120處理土壤溫度和土壤N2O排放通量之間都呈二次線型關(guān)系。即隨土壤溫度的增加，土壤N2O排放通量呈現(xiàn)先增多后減少的趨勢(shì)，在18 ℃左右出現(xiàn)峰值。其中，2017-2018年冬小麥生長(zhǎng)季C80處理R2為0.188（P＜0.05）；2018-2019年冬小麥生長(zhǎng)季對(duì)照R2為0.091（P＜0.05）、C120處理 R2為0.113（P＜0.05）。

2.3.3" 土壤N2O排放與土壤含水量的關(guān)系" 如圖7所示，對(duì)照、C80處理和C120處理土壤含水量與土壤N2O排放通量之間存在指數(shù)型正相關(guān)。當(dāng)土壤含水量升高，土壤N2O排放通量也隨之升高。在2017-2018年冬小麥生長(zhǎng)季C80處理土壤N2O排放與土壤含水量呈顯著正相關(guān)，R2為0.121（P＜0.05）；在2018-2019年冬小麥生長(zhǎng)季對(duì)照的土壤N2O排放與土壤含水量呈顯著正相關(guān)，R2為0.076（P＜0.05），C120處理土壤N2O排放與土壤含水量呈極顯著正相關(guān)，R2為0.338（P＜0.01）。

3" 討論

3.1" CO2濃度緩增對(duì)冬小麥田N2O排放的影響

無(wú)機(jī)氮肥是大氣中N2O的重要來(lái)源，更為農(nóng)田N2O排放提供了重要原料。肥料的施用為土壤微生物活動(dòng)提供了大量氮源的同時(shí)，也對(duì)土壤硝化和反硝化作用產(chǎn)生了促進(jìn)作用，進(jìn)而促進(jìn)了N2O排放。本研究結(jié)果表明，小麥田會(huì)在施肥后7 d左右出現(xiàn)N2O排放峰值，這與Ineson等的研究結(jié)果一致。

大氣CO2濃度升高對(duì)土壤N2O排放通量的正負(fù)效應(yīng)均存在。促進(jìn)效應(yīng)可能包括以下3種機(jī)制：第一，CO2濃度升高對(duì)植物根系生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，進(jìn)而會(huì)有更多可利用碳通過(guò)根系分泌物進(jìn)入土壤，為反硝化微生物提供了更多反應(yīng)底物，從而使N2O排放增多；第二，CO2濃度升高會(huì)提高土壤水分含量，從而使土壤微生物消耗更多的氧氣，缺氧會(huì)促進(jìn)反硝化作用，進(jìn)而增加N2O排放；第三，CO2濃度升高對(duì)土壤硝化和反硝化細(xì)菌的增長(zhǎng)有促進(jìn)作用，進(jìn)而增加N2O排放量。同時(shí)，也有學(xué)者認(rèn)為CO2濃度升高會(huì)對(duì)土壤N2O排放產(chǎn)生抑制作用，高水平CO2濃度升高時(shí)，土壤C/N比提高，導(dǎo)致可利用NH+4和NO-3含量降低，從而抑制N2O的產(chǎn)生。林偉宏等認(rèn)為大氣CO2濃度升高會(huì)促進(jìn)異養(yǎng)微生物對(duì)N的固定，不會(huì)增加N2O排放量。本研究結(jié)果表明，CO2濃度緩增對(duì)冬小麥N2O排放量沒(méi)有顯著影響。表2為不同CO2升高濃度對(duì)田間N2O排放量的影響。孫寶寶經(jīng)田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，CO2濃度緩增（+80 μmol/mol）并未使N2O累積排放量顯著增加，與本研究結(jié)果一致。究其原因，參考孫寶寶的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)CO2濃度緩增提高了氨氧化古菌（AOA）和氨氧化細(xì)菌（AOB）中硝化基因amoA的豐度，而亞硝酸還原酶基因nirS的豐度有所下降，可能會(huì)使反硝化作用減弱、硝化作用增強(qiáng)，正負(fù)效應(yīng)疊加抵消導(dǎo)致N2O排放量增加不顯著。而本研究中兩個(gè)冬小麥生長(zhǎng)季之間N2O累積排放量差異較大，考慮是由于兩季觀測(cè)期不同，第一季觀測(cè)開(kāi)始的時(shí)間較晚，錯(cuò)過(guò)了因肥料施用導(dǎo)致的N2O排放峰值。

有研究結(jié)果表明，CO2濃度緩增、驟增會(huì)對(duì)土壤N2O排放產(chǎn)生不同的影響。王小涵經(jīng)過(guò)Meta分析后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)CO2濃度增量小于150 μmol/mol，大氣CO2濃度升高對(duì)土壤N2O排放的促進(jìn)作用最強(qiáng)。而本研究結(jié)果與之不同，大氣CO2濃度緩增對(duì)小麥田N2O排放沒(méi)有顯著影響，可能是因?yàn)槌舜髿釩O2濃度會(huì)對(duì)土壤N2O排放產(chǎn)生影響之外，土壤溫度、土壤含水量、小麥品種、土壤質(zhì)地等諸多因子也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。

3.2" N2O排放與土壤溫度和含水量的關(guān)系

N2O排放會(huì)受到土壤溫度的影響。有學(xué)者認(rèn)為溫度升高會(huì)對(duì)土壤微生物活躍性產(chǎn)生促進(jìn)作用，進(jìn)而對(duì)硝化、反硝化過(guò)程產(chǎn)生影響，促進(jìn)N2O排放。通常情況下，N2O排放量與土壤溫度成正比，硝化和反硝化細(xì)菌的最適溫度為25～35 ℃。于海洋等發(fā)現(xiàn)，水稻田間N2O排放量和土壤溫度之間呈顯著正相關(guān)。胡正華等研究結(jié)果表明，土壤溫度與N2O排放量呈指數(shù)型正相關(guān)。而本研究發(fā)現(xiàn)，二者呈二次線型關(guān)系，即土壤N2O排放通量隨土壤溫度的提高先增多，當(dāng)土壤溫度到18 ℃左右，土壤N2O排放通量達(dá)到峰值后開(kāi)始減少。這可能是由于在冬小麥生長(zhǎng)前期溫度較低，此時(shí)施用拔節(jié)孕穗肥土壤N2O排放通量較高，當(dāng)土壤溫度達(dá)到25 ℃以上時(shí)，小麥已逐漸進(jìn)入成熟期，土壤N2O排放通量開(kāi)始減少。CO2濃度緩增處理降低了擬合曲線的p值，提高了R2值，說(shuō)明CO2濃度緩增提高了土壤溫度與N2O排放通量的相關(guān)性。另外，土壤溫度也可以通過(guò)改變土壤含水量和通氣狀況來(lái)改變微生物的群落，使土壤N2O排放發(fā)生變化。

有研究結(jié)果表明，土壤水分狀況對(duì)N2O排放量有較大影響。張靜等發(fā)現(xiàn)，土壤含水量與麥田N2O排放呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）。封克等發(fā)現(xiàn)，當(dāng)土壤水分含量為45%～75%，N2O排放量較高。熊浩等發(fā)現(xiàn)，通常在降雨后會(huì)出現(xiàn)N2O排放峰，N2O排放量與0～10 cm土壤水分含量之間呈正相關(guān)，當(dāng)土壤含水量大于37%時(shí)，有利于N2O的排放。本研究結(jié)果表明，土壤含水量與N2O排放之間存在指數(shù)型正相關(guān)。在2017-2018年冬小麥生長(zhǎng)季的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，5月6日降水后導(dǎo)致土壤含水量有所升高，在2 d后出現(xiàn)了N2O排放峰。CO2濃度緩增處理使擬合曲線的P值降低、R2值升高，說(shuō)明CO2濃度緩增提高了土壤含水量與N2O排放的相關(guān)性。另外，土壤含水量提高會(huì)促進(jìn)土壤中微生物活性，同時(shí)，也會(huì)使土壤養(yǎng)分流動(dòng)性提高，從而促進(jìn)微生物的硝化和反硝化作用。

4" 結(jié)論

大氣CO2濃度緩增并沒(méi)有對(duì)土壤、土壤-冬小麥系統(tǒng)N2O排放通量產(chǎn)生影響。土壤、土壤-冬小麥系統(tǒng)N2O排放通量與冬小麥地上部分生物量之間呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；土壤N2O排放通量與土壤溫度呈二次線型顯著相關(guān)（P＜0.05），與土壤含水量之間呈指數(shù)型顯著正相關(guān)（P＜0.05）。大氣CO2濃度緩增處理使土壤N2O排放通量與土壤溫度、土壤含水量擬合曲線的R2值呈增加趨勢(shì)，P值降低，說(shuō)明CO2緩增處理一定程度上提高了土壤溫度和土壤含水量與N2O排放的相關(guān)性。

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（責(zé)任編輯：成紓寒）