环境科学  2016, Vol. 37 Issue (8): 2906-2913   PDF    
引用本文
范会, 姜姗姗, 魏荧, 蒋静艳 . 农田土壤施用系列新型氮肥后气态氮(NH3和N2O)减排效果比较:以夏玉米季为例[J]. 环境科学,2016, 37(8): 2906-2913.
FAN Hui, JIANG Shan-shan, WEI Ying, JIANG Jing-yan . Assessment of Gaseous Nitrogen (NH3 and N2O) Mitigation After the Application of a Range of New Nitrogen Fertilizers in Summer Maize Cultivation[J]. Environmental Science,2016, 37(8): 2906-2913.
农田土壤施用系列新型氮肥后气态氮(NH3和N2O)减排效果比较:以夏玉米季为例
范会 , 姜姗姗 , 魏荧 , 蒋静艳     
南京农业大学资源与环境科学学院, 南京 210095
收稿日期: 2016-01-21; 修订日期: 2016-03-10
基金项目: 国家自然科学基金项目（41375150）
作者简介: 范会(1990~), 女, 硕士研究生, 主要研究方向为环境污染与全球变化, E-mail:2013103042@njau.edu.cn
通讯联系人, 蒋静艳, E-mail:lilacjjy@njau.edu.cn
摘要: 为了解不同品种新型氮肥相对常规施肥其氨（NH3）和氧化亚氮（N2O）的减排效果，本文通过田间原位试验同步研究了夏玉米生长季氮肥施用后的农田NH3挥发和N2O排放及其主要驱动因子.以常规施肥（复合肥+尿素，CK）为对照，设置了5个肥料处理，分别为脲铵氮肥（UA）、稳定性复合肥料（UHD）、硫包衣氮肥（SCU）、脲甲醛复合肥（UF）和有机肥（OF），施氮量（以N计）均为300 kg·hm-2.相关分析结果表明，氨挥发和N2O排放受环境因子影响，均与土壤WFPS呈显著负相关（P < 0.05），N2O排放还与土壤硝态氮呈极显著正相关（P < 0.01）.进一步回归分析表明，N2O排放（FN2O）主要取决于土壤硝态氮（x）含量的变化，而氨挥发（FNH3）主要取决于土壤铵态氮（x）含量的变化.与CK相比，除了UA，其它肥料处理都降低了土壤的氨挥发，尤其是UF和OF处理减少了37%~43%.但对于N2O排放，所有处理与CK皆无显著差异.进一步计算每种处理氨挥发和N2O的气态氮损失总量，与CK相比，UHD、SCU、UF和OF分别减排了9%、5%、30%和23%，而UA增加了3%.
关键词: 夏玉米      氮肥      氨挥发      氧化亚氮排放     
Assessment of Gaseous Nitrogen (NH3 and N2O) Mitigation After the Application of a Range of New Nitrogen Fertilizers in Summer Maize Cultivation
FAN Hui , JIANG Shan-shan , WEI Ying , JIANG Jing-yan     
College of Resource and Environmental Sciences, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China
Abstract: In order to evaluate the potential of a range of new nitrogen fertilizers in comparison with the conventional fertilization to mitigate ammonia (NH3) and nitrous oxide (N2O) emissions, a field experiment was conducted to investigate NH3 volatilization and N2O emissions from the summer maize field and the relevant driving factors under the different nitrogen fertilizer treatments. Five new varieties of nitrogen fertilizers including the urea ammonium (UA), stability urea with dicyandiamide and hydroquinone (UHD), sulfur coated urea (SCU), urea formaldehyde compound fertilizer (UF) and organic fertilizer (OF) were applied in this experiment, and conventional fertilization (compound fertilizer + urea, CK) was used as the control. The nitrogen amount of 300 kg·hm-2 was applied in all treatments. Correlation analysis results showed that both NH3 volatilization and N2O emissions were influenced by environmental factors. They were negatively correlated with soil water-filled pore space (P < 0.05). Moreover, N2O emissions were positively correlated with soil nitrate nitrogen (P < 0.01). Regression analysis showed that N2O emissions were mainly determined by the soil nitrate content, while NH3 volatilization was mainly dependent on the values of soil ammonium nitrogen. Compared with CK, in addition to UA, other fertilizer treatments decreased the NH3 volatilization, especially the UF and OF treatments decreased NH3 volatilization by up to 37%-43%, while all treatments had no significant difference in N2O emissions. Considering the total gaseous nitrogen losses (NH3 volatilization + N2O emissions), in comparison with CK, the UHD, SCU, UF and OF were reduced by 9%, 5%, 30% and 23%, respectively, while the UA was increased by 3%. Therefore, considering environmental benefit under this experimental condition, urea formaldehyde compound fertilizer and organic fertilizer were more suitable for maize cultivation.
Key words: summer maize      nitrogen fertilizer      ammonia volatilization      nitrous oxide emission     

氮肥不仅是世界上农业生产需要量最大的化肥品种，更是作物高产的重要保证因素之一[1].目前，中国已是世界上氮肥使用量最多的国家，化肥氮的消耗达到23.93 Mt[2].然而，我国的氮肥利用效率较低，传统氮肥的利用率约为35%[3]，其余很大一部分氮素以各种形式进入到大气或水环境，不仅造成肥料和能源的浪费，而且对环境产生污染.其中，氨(NH3)挥发是氮肥气态损失的重要途径.有研究表明，我国北方潮土上种植的玉米氨挥发损失率可达施氮量的11%~48%[4]. NH3进入大气后随着降水或干沉降重新进入自然生态系统，引起土壤酸化和水体富营养化等环境问题.同时，另一种含氮气体氧化亚氮(N2O)是引起全球变暖和臭氧层损耗的一种重要温室气体. IPCC第五次评估报告指出N2O潜在的增温作用约为CO2的265倍，并且其在大气中的存留时间更为长久[5].在我国，每年由于农业生产活动排放的N2O更是占人类活动排放N2O总量的70%[6].另外，土壤的NH3挥发和N2O排放随着氮肥施用量的增加而增强[7].因此，氮肥施用后所导致的环境问题不可忽视，人们有必要通过减少氮肥的气态氮损失来提高氮肥的利用效率.

近些年，随着新型肥料生产的快速发展，有机肥和缓/控释肥的使用量也在不断增加.这些不同品种的新型氮肥施入田间后，对土壤氮素的转化和释放具有不同程度的影响.关于不同品种新型氮肥的氮素以NH3或N2O形式释放的单一研究报道已有不少，但一些结果相互之间存在矛盾.部分研究显示，施用缓/控释肥和有机肥能够降低NH3挥发损失，提高氮肥利用效率[8, 9]，但也有研究指出施用有机肥增加了NH3挥发的排放[10].同样，一部分研究指出施用有机肥和控释肥能够减少N2O的排放[11, 12]，但也有研究表明，缓/控释肥的施用造成N2O排放的增加，未能达到固氮减排的效果[13, 14].导致不同类型的氮肥施入土壤后NH3挥发和N2O排放的研究结果出现差异的原因可能是由于气候条件、土壤环境和农田管理措施等的影响[15~20].因此，为了系统比较多种不同类型新型氮肥施用后气态氮的排放效果，有必要开展相同的气候与土壤环境条件下典型新型肥料NH3挥发和N2O排放的同步研究.

玉米作为中国重要的粮食作物，占农作物总播种面积的22.44%，在当今三大粮食作物中所占耕地面积最大，且播种面积一直呈上升趋势[2].因此，种植玉米需要更多的氮肥.本文以夏玉米为研究对象，以常规肥料为对照，选择5种不同类型的肥料(包括脲铵氮肥、稳定性复合肥料、硫包衣氮肥、脲甲醛复合肥和有机肥)，采用通气法和静态箱法系统分析了不同氮肥处理下玉米的NH3挥发和N2O排放及环境因子变化情况，以期为降低氮肥的气态氮损失和指导玉米合理施用氮肥提供理论依据.

1 材料与方法 1.1 试验区概况

大田观测试验于2014年6~9月在江苏省南京市江宁区李家庄(118.72°E，31.66°N)进行，该区属亚热带季风气候，夏季高温多雨，整个玉米生长季内平均温度为24.2℃，降雨量为724.3 mm，分别约比过去10年内低1.1℃和多200 mm.土壤WFPS始终保持在较高水平，变化范围为59.1%~73.6%，平均为67.3%，具体的动态变化如图 1所示.耕层土壤为壤质黏土，有机质含量为18.36 g·kg-1，pH为6.1，全氮为2.11 g·kg-1，速效磷为11.07 mg·kg-1，速效钾为72.38 mg·kg-1，土壤容重为1.23 g·cm-3.

图 1 玉米生长季降雨量、5 cm土壤温度和土壤孔隙含水量的动态变化 Fig. 1 Variation of precipitation, WFPS and soil temperature at 5 cm depth during the maize growing season

1.2 试验设计

本试验玉米供试品种为苏玉1号，于6月9日播种，9月21日收获.以常规施肥(硫酸钾型复合肥+尿素)为对照，设置5个不同的新型氮肥处理，分别是：硫包衣氮肥(SCU)、脲铵氮肥(UA)、稳定性复合肥料(UHD)、脲甲醛复合肥(UF)和有机肥(OF).这5种肥料皆是国内常规生产且已有大面积应用的具有代表性的新型肥料.硫包衣氮肥代表了通过改变氮肥的物理性状的物理型控释氮肥; 脲铵氮肥、稳定性复合肥料和脲甲醛复合肥是通过改变普通氮肥化学性质的化学型缓释氮肥的代表，其中稳定性复合肥料是添加了脲酶抑制剂和硝化抑制剂的生物化学性缓释氮肥; 最后一种是利用味精生产过程中所剩余的废物合成的环保型有机肥的代表.各处理施氮量(以N计)均为300 kg·hm-2，除脲甲醛复合肥处理的磷(P2O5)钾肥(K2O)为300 kg·hm-2外，其它处理磷(P2O5)钾肥(K2O)皆为150 kg·hm-2.于6月14日施入基肥，8月1日施入追肥.其中CK、UA和OF处理氮肥分2次施用，总量的50%作基肥，50%作追肥，而UHD、SCU和UF处理按照习惯，氮肥均100%作基肥施用.各处理磷肥和钾肥皆作基肥一次性施入.所有肥料都采用均匀撒施方式，具体的施肥方案如表 1所示.

表 1 氮肥施用方案 Table 1 Description of N fertilization in the experiments

玉米的种植方式：穴播，每穴1株，行距×株距=50 cm×40 cm.各处理的小区面积为60 m2，每个处理设置3个重复，小区之间筑有80 cm宽，30 cm高的田埂，并覆以塑料薄膜以防止肥水串流.除氮肥处理外其它农业管理措施与当地大面积生产一致.

1.3 样品采集与测定方法 1.3.1 氨挥发

采用王朝辉等[21]的方法测定氨挥发.试验所用的收集装置是用PVC管制成，内径15 cm，高12 cm.采样时将PVC管插入土壤中2 cm，分别将两块海绵(厚度为2 cm、直径为16 cm，已均匀浸润15 mL的磷酸甘油溶液)置于PVC塑料管中，下层的海绵距地面5 cm，上层的海绵与管顶部相平，两海绵之间距离约为1 cm.下层海绵用来吸收土壤挥发的氨，上层海绵吸收空气中的氨，并防止其被下层海绵吸收.土壤氨挥发的捕获于施肥后的当天开始，在各小区的不同位置，随机放置3个氨捕获装置，一般6~8 h后取样.取样时，将通气装置下层海绵取出，迅速装入塑料袋中密封，上层海绵视其干湿情况更换.随后更换PVC管位置，将装置重新固定好，便于下次试验的进行.施肥后第1周每2 d取样1次，以后每周取样2次，直至监测不到氨挥发为止，下雨天停止采样.将捕获装置中下层的海绵带回试验室后，分别装入500 mL的塑料瓶中，加入300 mL 1.0 mol·L-1的氯化钾溶液，使海绵完全浸于其中，振荡1 h后，浸取液中的铵态氮用流动注射分析仪(型号：SEAL XY-2 SAMPLER，产地：澳大利亚)测定.根据所测得的氨氮量和捕获装置的横截面积及每次连续捕获的时间计算出土壤的氨挥发速率，且计算的结果均以N计.

1.3.2 氧化亚氮

采用静态暗箱-气相色谱法监测田间N2O的排放通量[22].在各个小区的中心范围内，分别将3个不锈钢底座于玉米播种前埋入土壤中固定，底座上有3 cm深的凹型槽.每个底座内播种一株玉米.采样箱所用材料也为不锈钢，箱体的横截面积为0.5 m×0.5 m，箱体高度随箱内玉米的生长而增加，箱内装有微型风扇以保持气体均匀混合.采集气样时将采样箱罩在底座凹型槽上，凹型槽内注满水与采样箱密封.玉米施肥后开始进行气样监测，采样频率为每周两次，其中玉米刚施肥时加密采样.每次采样在上午08:30~12:00之间进行，箱体密封后的0、10及20 min时分别用注射器收集150 mL气体样品，并立即贮存于气袋中，同时记录下0及20 min时的采样箱温度取其平均值作为箱内气温.样品用改装的Agilent 4890D气相色谱仪检测[22].通过对每组3个样品的N2O混合比与相对应的采样间隔时间(0、10、20 min)进行直线回归(回归系数R2大于0.9的结果符合要求)，可求得该采样点的N2O排放速率.继而根据大气压力、气温、普适气体常数、采样箱的有效高度、N2O分子量等，求得单位面积的排放通量.整个季节的N2O排放通量计算参照文献[17]，计算的结果均以N计.

每次气体样品采集的同时用MP-406Ⅲ型土壤水分温度测定仪(南通中天精密仪器有限公司)测定各个小区土壤水分和5 cm深度的土壤温度，根据土壤容重将所测土壤水分(体积比)换算成土壤孔隙含水量(WFPS: Water Filled Pore Space).降雨量采用无线翻斗式自记雨量计(型号：TFA36010，产地：德国)进行自动观测.另外，每间隔10~15 d采集一次各小区田间0~10 cm深的土壤样品，以便用于测定土壤的有效氮的变化.土壤样品采好后，放入冰箱中4℃冷藏保存并尽快测定.

1.4 测定方法

土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾含量采用常规方法测定; 土壤pH采用1∶2.5的土水比制备土壤悬液，用电位计法测定; 土壤铵态氮和硝态氮采用2.0 mol·L-1的氯化钾溶液浸提，振荡过滤后用流动注射分析仪(型号：SEAL XY-2 SAMPLER，产地：澳大利亚)测定.

1.5 数据处理

数据处理采用Excel 2007和SPSS 19.0软件进行统计分析.

2 结果与分析 2.1 NH3挥发动态变化

NH3挥发动态变化如图 2所示，不同的施肥处理之间存在明显差异.根据大田实际测定时间，将NH3挥发的测定分为基肥阶段(6月15日~7月14日)和追肥阶段(8月1日~8月30日).基肥阶段NH3挥发速率变化较大，基本在0.12~2.94 kg·(hm2·d)-1之间.氮肥施入后，各处理的NH3挥发迅速升高，在1~4 d内出现大小不一的峰值，随后不断的下降. CK和OF处理的NH3挥发在第1 d就出现最大峰值，分别为0.63 kg·(hm2·d)-1和0.67 kg·(hm2·d)-1，而UA、UHD、SCU和UF都在第4 d才达到最大峰值，分别为0.98、2.94、2.68和1.64 kg·(hm2·d)-1.以肥料处理和各次独立观测对氨挥发作二因子方差分析，结果表明：在施基肥后两周内，不同肥料处理对NH3挥发有显著影响(P=0.028 0)，随后便无显著差异(P=0.837)，而在整个基肥阶段各次独立观测之间NH3挥发均有显著差异(P=0.000 0).追肥阶段OF的NH3挥发速率在施肥后第1 d达到峰值1.28 kg·(hm2·d)-1，CK和UA第4 d达到峰值，分别为2.05 kg·(hm2·d)-1和2.80 kg·(hm2·d)-1. NH3挥发速率也是在出现峰值后就迅速下降，最终达到较低的稳定水平.方差分析表明，追肥阶段无论是肥料处理还是各次独立观测之间的NH3挥发均有显著差异(P值分别为0.000 0和0.000 3).另外，CK、UA和OF处理的NH3挥发在追肥阶段明显高于基肥阶段.

图中实线箭头表示基肥和追肥的日期，下同 图 2 玉米季不同氮肥处理氨挥发动态变化 Fig. 2 Dynamic variation of ammonia volatilization during the maize growing season

2.2 N2O排放季节变化

玉米生长期内不同类型氮肥处理下农田N2O排放通量变化趋势基本相同，先缓慢上升到最高峰后再逐渐下降(图 3).以肥料处理和各次独立观测对N2O排放作二因子方差分析，结果如下：在整个观测阶段，肥料处理和各次独立观测间的N2O排放均有显著差异(P=0.000 0，P=0.000 0)，这表明N2O排放季节性动态变化不同的原因是氮肥的氮素释放特性不同，以及各次独立观测时的环境因子的变化不同.另外，由于基肥期降雨比较频繁，各处理均出现了几个大小不一的高峰.其中，CK和UA处理的N2O排放的最高峰出现在施基肥后的19 d，分别为1 807.9μg·(m2·h)-1和1 420.5μg·(m2·h)-1; SCU、UF及OF处理的N2O排放的最高峰出现在施基肥后的14 d，分别为3 086.7、2 319.0和2 719.9μg·(m2·h)-1; 而UHD处理的N2O排放的最高峰值却出现在第42 d，为2 901.9μg·(m2·h)-1.追肥后UA和OF的N2O排放最高峰在追肥后的第3 d出现，而CK是第14 d出现. CK、UA及OF在追肥期N2O排放的最高峰值分别是1 125.2、1 002.8及834.1μg·(m2·h)-1，与它们在基肥期的最高峰值相比，分别降低了37.8%、29.4%和71.6%.从图 3中可以明显看出CK、UA和OF处理基肥期N2O排放速率明显高于追肥期，且各处理N2O排放的最高峰都集中在基肥期.

图 3 玉米生长季N2O排放的季节性动态变化 Fig. 3 Seasonal dynamic variations in N2O emissions during the maize growing season

2.3 NH3和N2O累计排放量

表 2为各处理氨和氧化亚氮累积排放量.整个玉米生长期内，各处理的NH3-N挥发累积量达到17.36~33.14 kg·hm-2.与CK相比，UF和OF的NH3挥发累积量有显著地减少(P＜0.05)，其它三者没有显著差异; 均值上除了UA的NH3挥发累积量增加8%，其余的处理均有所减少，尤其UF和OF减少高达37%~43%.另外，CK、UA及OF在基肥期的NH3-N挥发累积量分别为7.87、9.33及6.81 kg·hm-2，仅占总量的28.5%~35.6%，这表明这3个处理的NH3挥发累积量主要来自追肥之后.从表 2中可以看出不同类型氮肥处理下玉米田N2O-N累积排放量为10.49~17.26 kg·hm-2.除了SCU显著高于CK，其它处理与CK相比，N2O累积排放量无显著差异，仅UA数值上减少了10%.在基肥和追肥1∶1施氮肥的情况下，CK、UA及OF处理在基肥期的N2O累积排放量占整个玉米生长季的63.7%~73.1%，这表明基肥期的N2O排放量远高于追肥期，刚好与NH3挥发相反.对于UHD、SCU和UF处理而言，氮肥在基肥期一次性施入，从6月15日到8月1日，N2O排放占整个玉米季排放量的93.5%~96.3%，且明显高于同时期的另外3个处理的N2O累积排放量.这说明N2O排放主要集中在施肥后的一段时间.

表 2 NH3挥发和N2O排放的累积量 Table 2 Cumulative emissions of NH3 volatilization and N2O emission

夏玉米肥料的气态氮(NH3挥发和N2O排放)总损失计算结果见表 2.各处理均是NH3挥发损失量高于N2O排放损失量，总损失量为29.36~43.63 kg·hm-2之间，从大到小依次为UA > CK > SCU > UHD > OF > UF.与CK相比，仅UA气态氮排放量增加了3%，其余4种肥料减排了5%~30%，其中以UF减排效果最好，OF次之.

3 讨论 3.1 NH3挥发和N2O排放环境驱动因子分析

不同氮肥处理其土壤铵态氮和硝态氮季节性动态变化不同(图 4)，这主要取决于不同氮肥氮素释放特性及施用时间和施肥次数等.将NH3挥发和N2O与不同的土壤环境因子进行相关性分析，结果如表 3所示.在本研究条件下，玉米地NH3挥发仅与农田土壤孔隙含水量呈显著负相关(P < 0.05)，而N2O排放量与土壤硝态氮呈极显著正相关(P < 0.01)，与土壤孔隙含水量呈极显著负相关(P < 0.01).因夏玉米季土壤温度变化范围为18.6~30.6℃，皆在生物化学反应适宜范围内，故其不是NH3挥发和N2O排放的限制因子.而本研究中土壤WFPS始终保持在较高水平，导致NH3挥发和N2O排放皆与其呈反相关.

图 4 玉米季土壤铵态氮和硝态氮季节性动态变化 Fig. 4 Seasonal dynamic variations of soil ammonium nitrogen and nitrate nitrogen during the maize growing season

表 3 氨挥发、氧化亚氮排放与环境因子的相关性1) Table 3 Pearson correlation coefficients for NH3 and N2O emissions against environment parameters

为了确定NH3挥发和N2O排放的关键环境驱动因子，对其进行了进一步的逐步回归分析，结果玉米季NH3挥发速率可以定量表示为：

式中，FNH3-N [kg·(hm2·d)-1]指的是NH3-N挥发速率，x指的是土壤铵态氮含量(mg·kg-1).说明NH3挥发主要取决于土壤中铵态氮的高低，这与杨淑莉等[23]的研究结果基本一致.但决定系数R2较小，意味着还有其它因素会影响到土壤的NH3挥发.这可能是由于玉米生长季中较高的土壤水分在一定程度上影响了NH3挥发.而经过非线性拟合，N2O排放可以定量表示为：

式中，FN2O-N [μg·(m2·h)-1]指的是N2O-N排放通量，x指的土壤硝态氮含量(mg·kg-1).这个表达式表明N2O排放的主要驱动因子是土壤硝态氮，其大小随着硝态氮含量的增加呈指数增加.由于R2是0.351，这意味着在这个土壤环境下接近35.1%的N2O排放量受土壤硝态氮的影响，这与Hellebrand等[24]的研究结果基本一致. Dobbie等[25]认为土壤WFPS在70%～90%时N2O排放通量最大，且以反硝化产生为主. Bateman等[26]也发现在WFPS为70%时几乎所有的N2O皆以反硝化产生，而WFPS在35%～60%时以硝化为主要产生过程.封克等[27]指出WFPS为45%～75%时，硝化细菌和反硝化细菌都可能成为N2O的主要制造者，硝化和反硝化共同作用产生较多的N2O.本研究土壤WFPS变化范围为59.1%～73.6%，平均为67.3%，说明N2O产生是硝化和反硝化共同作用的结果，也解释了本研究N2O累积排放量(表 3)偏高的原因.硝态氮既可为硝化作用的产物，也可为反硝化作用的底物，故本研究中N2O排放主要取决于土壤硝态氮的变化.

不同氮肥氮素释放特性不同，如常规肥料尿素施入土壤后3 d左右土壤铵态氮就出现峰值，随后快速下降，UA亦是如此.尿素和UA追肥后铵态氮含量很高，导致其追肥期NH3挥发较高.但UA的硝态氮含量较低对土壤的反硝化作用有所抑制，导致N2O排放量减少.而UHD、SCU和UF施入玉米田降低了NH3挥发，这是由于与普通尿素相比，UHD中脲酶抑制剂可有效降低脲酶活性，这是其NH3挥发较低的重要原因; SCU和UF施入土壤后，氮素释放缓慢，导致土壤铵态氮含量基本保持在较低的水平，从而达到降低或延缓土壤NH3挥发速率的效果[9, 28].此外，由于UHD、SCU和UF都是一次性施肥，基肥期施肥量是CK的2倍，导致土壤中的硝态氮含量显著较高，促进N2O排放. OF施入土壤后铵态氮和硝态氮随时间变化幅度一直较小，维持在较低的水平.这是其NH3挥发和N2O排放相对较低的主要原因之一.另外，有的研究表明与习惯施氮相比，基于作物阶段氮素吸收特点，增加追肥比例和施氮次数的优化施氮措施能有效减少肥料氮的氨挥发损失和土壤N2O排放[29, 30].由于本研究中肥料的施用方式均按照各肥料常规施肥模式进行，故关于施肥次数对气态氮损失的影响在此不做进一步探讨.

3.2 不同类型的氮肥气态氮的减排效果分析

本试验在相同施氮量的情况下，施用不同类型的氮肥，NH3挥发的损失总量为17.36~33.14 kg·hm-2，N2O的累积排放量为10.49~17.26 kg·hm-2.与其它采用相同施氮量的研究结果相比，本研究中NH3挥发损失总量与卢艳艳等[31]所测得的结果基本一致，但明显高于降雨极少的东北黑土玉米季NH3挥发损失[32]，同时又低于华北平原碱性潮土地区的夏季玉米田[33].而N2O的累积排放量与等氮量的其他研究结果相比偏高[34, 35]，可能是基肥施用后玉米季降雨比较频繁导致WFPS始终保持在较高水平，有利于硝化和反硝化的共同作用，进而产生较多的N2O，再加上土壤温度(变化范围为18.8~30.6℃，平均24.5℃)基本处在产N2O微生物最佳的活动范围[36]，导致N2O的排放增加.

本研究结果表明不同的新型氮肥，除了UA，其余几种氮肥与常规施肥对比都能降低农田NH3挥发; 这与其它施用控释肥、脲甲醛肥和稳定复合肥料的研究结果一致[8, 37]，而Shan等[38]的研究结果却显示有机肥提高NH3挥发排放.而对于N2O排放，效果却与NH3挥发相反，仅有UA能轻微降低N2O的排放，这与易琼等[13]和Chu等[14]的报道一致, 在施用缓/控释肥时N2O未能达到减排效果.但却与文献[11, 34, 35]的研究结果相反.这表明相同类型的氮肥在不同环境条件下其氮素释放特性不同.汇总NH3挥发和N2O排放的结果表明，与CK相比仅有UA增加了3%的气态氮损失，其余肥料处理减少气态氮排放5%~30%，其中以UF减排效果最好，OF次之.因此，了解不同氮肥品种氮素释放特性及作物需肥规律，实现养分供应与作物需求一致是减少氮素损失的关键.如何优化组合各氮肥品种及适宜的施氮量，在维持作物高产的同时减少氮素损失，保护环境，尚需进一步系统地研究.

4 结论

在相同的土壤和气候条件下，夏玉米生长季施用氮肥后，农田NH3挥发主要取决于土壤铵态氮含量的变化，而N2O排放的主要驱动因子为土壤硝态氮.与常规施肥相比，除脲胺氮肥外，硫包衣氮肥、稳定性复合肥料、脲甲醛复合肥和有机肥皆能降低农田NH3挥发，而对N2O排放无显著减排效果.针对气态氮(NH3挥发+N2O排放)总损失而言，也是除了脲胺氮肥，其它肥料处理减少气态氮排放5%~30%，其中以脲甲醛复合肥减排效果最好，有机肥次之.

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