2020, Vol. 41
2. 中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室, 南京 210008;
3. 中国科学院大学, 北京 100049
2. State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture, Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China;
3. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
氧化亚氮(N2O)是最重要的温室气体之一.在百年尺度上, N2O的增温潜势(GWP)是CO2的298倍[1].大气N2O所占体积分数已经由工业革命前的270×10-9增长到2011年的324×10-9, 并且仍以每年(0.73±0.01)×10-9的速度继续增长[2].全球农业活动产生的N2O排放量为3.8~6.8 Tg·a-1, 占全球N2O排放总量的25%~39%[3].为了满足日益增长的人口对食物的需求, 越来越多的化学氮肥被施入农田以提高粮食产量.农业N2O排放在很大程度上是由于化学氮肥的大量施用导致[4].我国农业生产过程中排放的N2O占全国N2O排放总量的92%, 其中, 因过量施氮造成的N2O排放量为63万t[5].
合理施用氮肥是调控农田N2O排放的重要措施[6].其中, 施用有机肥被认为是同时实现粮食增产和提高土壤有机碳的双赢措施[7].有机肥种类及用量不同, 施用到农田后对N2O排放的影响也存在较大差异.Ding等[8]通过田间试验, 发现有机肥氮代替化肥氮施用能够有效降低农田N2O排放.李燕青等[9]的研究也证实, 与化肥相比, 施用牛粪会降低N2O的排放.相反, Cheng等[10]的研究结果表明施用有机肥比化肥诱导更多的N2O排放.陈哲等[11]的研究指出猪粪施用会促进N2O排放.也有研究报道, 与单施化肥相比, 在等氮量情况下化肥配合有机肥施用可导致土壤N2O排放增加[12]、减少[13]或是无显著差异[14].因此, 研究不同种类有机肥及其替代比例对农田N2O排放的影响, 对寻求区域合理的养分管理措施, 减少N2O排放具有重要意义.
华北平原是我国重要的粮食产区, 占全国农业耕地总面积的18%, 生产的粮食占全国总产量的20%以上[15].然而, 由于土壤地力和有机质含量较低, 高氮肥投入没有获得玉米产量的持续增加[16], 相反造成氮肥利用效率低、大量氮肥被浪费以及N2O排放增加[17].为此, 针对不同有机肥及其与无机肥的替代比例如何影响N2O排放和作物产量这一问题, 在华北平原潮土区, 连续测定了不同种类有机肥及其与无机肥配施后农田N2O排放通量和作物产量, 旨在揭示不同种类有机肥及其用量对潮土N2O排放和作物产量的影响效应.
1 材料与方法 1.1 研究区域概况与试验设计本试验于2018年6~9月在河南省封丘县的中国科学院封丘农业生态实验站(35°00′N, 114°24′E)的有机无机肥长期定位试验小区进行.本试验建立于2011年, 种植制度为冬小麦和夏玉米轮作.该地区属半干旱半湿润暖温带季风气候, 年平均降水量615 mm, 其中2/3分布于6月至9月.年均气温为13.9℃, 最低月均气温出现在1月, 为-1.0℃, 最高月均气温为27.2℃, 出现在7月.土壤属黄河冲积物发育而成的潮土, 土壤质地为砂壤土. 2018年5月试验开始前耕层(0~20 cm)土壤基本性质如表 1.
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表 1 试验地土壤基础理化性质1) Table 1 Basic physical and chemical properties of tested soil |
本试验共设8个处理：①不施肥, 对照(CK); ②单施氮磷钾化肥(NPK); ③40%牛粪氮+60%化肥氮配施(CM); ④20%牛粪氮+80%化肥氮配施(1/2CM); ⑤40%鸡粪氮+60%化肥氮配施(FC); ⑥20%鸡粪氮+80%化肥氮配施(1/2FC); ⑦40%猪粪氮+60%化肥氮配施(FP); ⑧20%猪粪氮+80%化肥氮配施(1/2FP).核磁共振技术(13C-CPMAS NMR)测定有机肥结构, 牛粪有机肥的含氧烷基碳含量高于猪粪和鸡粪(图 1).每个处理3次重复, 共计24个小区, 采用随机区组排列, 试验小区面积为12.25 m2(3.5 m×3.5 m).
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图 1 有机肥中各官能团碳所占质量分数 Fig. 1 Mass fraction of carbon functional groups in organic fertilizer |
CK处理不施肥料.其他施肥处理采用等量氮、磷和钾, 分别为200 kg·hm-2(以N计)、120 kg·hm-2(以P2O5计)和120 kg·hm-2(以K2O计).磷肥和钾肥作为基肥一次性施入, 氮肥的基肥:追肥为2:3, 有机肥以基肥形式一次性施入, 玉米季肥料氮施用情况如表 2.有机肥施用前, 首先分析其全氮、全磷和全钾含量.若施用有机肥的全磷和全钾含量不能满足基肥的施用量, 用化学磷肥(过磷酸钙)和钾肥(硫酸钾)补充至等量.在玉米播种前, 将基肥均匀地施入各试验处理小区, 之后对0~20 cm土层进行翻地, 使肥料与土壤混合均匀, 同时, CK处理同样进行翻地.在玉米播种后, 进行灌溉.追肥时采用撒施, 各施肥处理都以化学氮肥(尿素)的形式均匀施入, 之后对每个小区进行灌溉, 使尿素浸入土壤.供试玉米品种为登海605, 2018年6月9日施入基肥、播种, 2018年7月28日追肥、灌水, 2018年9月23日收获.
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表 2 试验处理玉米季有机肥氮和无机肥氮施用量 Table 2 Application of organic fertilizer N and inorganic fertilizer N in maize season |
1.2 N2O排放通量测定
N2O排放通量采用静态箱-气相色谱(GC)法测定.在每个试验小区中心安装一个特制圆柱形聚氯乙烯(PVC)白色圆管(高度10 cm, 内径10 cm)至地下5 cm处, 并在管内播入2~3粒玉米种子.播种两周后, 特制塑料圆管内留存一株长势良好的玉米.玉米播种后, 把不锈钢长方形底座(长70 cm, 宽30 cm, 高15 cm)埋设于采气区域的特制PVC圆管周围, 埋入土壤10 cm, 使得特制圆管位于底座中间位置.底座上方四周设有水槽(高5 cm, 内径5 cm).采集气体样品之前, 将另一个PVC圆筒(高度15 cm, 外径10 cm)嵌在已埋好的PVC圆管上, 圆筒下端与特制圆管间均匀涂抹硅胶保证密封.把特制的不锈钢采气箱(长70 cm, 宽30 cm, 高30 cm)置于不锈钢底座上.采气箱的中间留有一个直径为10 cm的圆孔, 以便套在PVC圆筒外围, 连接处加装密封橡胶垫, 确保其与采气箱之间的密封性.采样箱分开的两部分用铰链连接, 并用密封橡胶垫密封.采气箱外部包裹有白色泡沫, 以降低采气时箱内气温的波动.采气箱顶端设有一个测定箱内气温的端口和一个用橡胶垫密封的采气口, 硅胶管连接在采气口上, 并安装三通阀, 采气时与注射器相连接.
自2018年6~9月, 每周采集2次气体样品.采样时间设定在每天上午08:00~11:00之间.每次采气前, 预先向采样箱底座的凹槽内注水2~3 cm, 然后盖上采样箱.盖箱后0、10、20和30 min, 分别用50 mL注射器采集样品, 注入已抽真空的钢化玻璃瓶(22 mL)中, 同时记录箱内温度.N2O浓度用安捷伦气相色谱仪(Agilent 7890, Santa Clara, CA, USA)测定.
1.3 土壤样品的采集与分析每次采集气体样品时, 记录5、10和15 cm处土壤温度(Soil T5、Soil T10和Soil T15), 并选取每个小区中3个不同位置, 使用便携式土壤测墒仪测定5 cm处土壤体积含水量(VWC).同时, 在每个小区的3个不同位置采集0~20 cm土壤样品, 混合成一个样品, 放入保温箱中带回实验室, 用于测定土壤无机氮(NH4+、NO3-)和溶解性有机碳(DOC)含量.土壤无机氮用2 mol·L-1 KCl提取(土水比1:5), 25℃恒温振荡60 min, 过滤后用SAN++流动注射分析仪(SAKLAR, Breda, Holland)测定.DOC用纯水提取, 以1:5土水比在25℃下恒温振荡30 min, 然后在4℃下以8 000 r·min-1离心10 min, 上清液过0.45 μm滤膜(Whatman, Clifton, NJ, USA), 用岛津碳氮分析仪(TOC Vcph, Shimadzu, Kyoto, Japan)测定.
2018年9月23日全小区收获, 测定玉米产量, 之后分别取部分秸秆和籽粒样品, 测定全氮含量[18].
1.4 数据处理与分析土壤孔隙含水量(WFPS)的计算公式：
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(1) |
式中, BD为土壤容重(g·cm-3), 2.65为假定的土壤颗粒密度(g·cm-3).
N2O-N通量计算公式为：
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(2) |
式中, F为N2O-N通量[μg·(m2·h)-1], ρ为标准状态下N2O-N密度(1.25 kg·m-3), V是密闭箱有效体积(m3), S为采气箱覆盖的土壤面积(m2), dc/dt表示单位时间内密闭箱内N2O浓度变化量(10-9·h-1), T为密闭箱内平均气温(℃), 60用于单位转换. 30 min内采集的4个气体样品浓度与时间之间的线性相关系数R2>0.90视为有效.
N2O-N累积排放量(EN2O-N)的计算公式为：
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(3) |
式中, EN2O-N表示N2O-N累积排放量(kg·hm-2), F为N2O-N排放通量[μg·(m2·h)-1], i表示第i次气体采样, ti+1-ti表示两个相邻测定日期的间隔(d), n为累积排放量观测时间内总的测定次数, 24×10-5用于单位转换.
N2O排放系数(EF)(N2O-N排放量占施入N的比例)的计算公式为：
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(4) |
式中, EF为N2O排放系数(%), EFertilizer为施氮处理N2O-N排放量(kg·hm-2), EControl为对照处理N2O-N排放量(kg·hm-2), NApplied为总施氮量(kg·hm-2).
单位产量N2O排放系数(Yield-scaled N2O emission, kg·kg-1)由下式计算：
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(5) |
式中, Cumulative N2O为N2O-N累积排放量(kg·hm-2), Grain yield为玉米产量(kg·hm-2).
所有数据运用Microsoft Excel 2016进行数据处理, Origin 8.50进行作图.所有统计分析采用SPSS 20.0软件进行, 采用单因素方差分析(One-way ANOVA)和最小显著差异法(LSD)比较不同施肥处理下土壤N2O累积排放量差异.Pearson相关系数检验法判定不同施肥处理土壤N2O排放通量与影响因子的相关性及显著水平.
2 结果与分析 2.1 土壤温度和土壤孔隙含水量的变化整个玉米生长季, 土壤5 cm温度平均为26.8℃, 变化范围为16~33.3℃, 各处理间无显著差异(图 2).土壤WFPS受降雨和灌水的影响, 降雨和灌水后, 土壤WFPS达到50%~60%, 之后迅速下降.不同处理的平均WFPS为32.7%~37.6%, 各处理间也无显著差异.
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图 2 不同有机肥处理土壤5 cm温度和土壤孔隙含水量(WFPS) Fig. 2 Soil temperature at 5 cm depth and water-filled pore space (WFPS) under different treatments |
在整个玉米生长季, CK处理土壤中NH4+-N含量变化范围为1.90~8.38 mg·kg-1 [图 3(a)].施用基肥后, 各施氮处理土壤中NH4+-N含量均略有上升, 但各处理间未出现明显差异.追肥后, 各施氮处理土壤中NH4+-N含量均显著上升, 此后均急剧下降.追肥后第1 d, 除1/2FC外其余施氮处理NH4+-N含量均达到峰值, 追肥后第2 d, NPK、CM、1/2CM、FC、FP和1/2FP处理土壤NH4+-N含量分别较第1 d降低了64.35%、40.66%、82.30%、52.59%、64.19%和44.77%.而1/2FC处理土壤NH4+-N含量在追肥后第2 d达到峰值, 之后迅速降低.基肥施用后土壤NO3--N含量未显著改变, 追肥后土壤中NO3--N浓度显著上升, 但是NO3--N峰值出现时间晚于NH4+-N[图 3(b)].
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箭头表示施肥时间, 下同 图 3 不同有机肥处理土壤无机氮含量动态变化 Fig. 3 Dynamics of soil inorganic nitrogen content under different treatments |
整个玉米季土壤DOC含量变化范围为10.84~73.46 mg·kg-1, 各处理土壤DOC含量分别在基肥和追肥施用后即6月10日和8月1日出现两个峰值(图 4).所有施肥处理中, 以CM处理的土壤DOC平均含量最高, 为46.04 mg·kg-1, 显著高于除FP外的其他处理(P＜0.05); NPK处理下土壤DOC平均含量最低(18.75 mg·kg-1), 显著低于其他施肥处理(P＜0.05), 但与对照处理无显著差异(图 5).
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图 4 不同处理土壤DOC含量动态变化 Fig. 4 Dynamics of soil DOC content under different treatments |
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图 5 不同有机肥处理对土壤DOC含量的影响 Fig. 5 Soil DOC content under different treatments |
玉米产量变幅为4 022~11 009 kg·hm-2, 其中, CK处理最低, FP处理最高[图 6(a)].所有施肥处理中, FC和1/2FC处理的产量最低, 分别为9 788 kg·hm-2和9 755 kg·hm-2, 显著低于FP处理(P＜0.05).FP处理玉米产量较NPK处理增加了6.50%, 但各有机肥处理与NPK处理玉米产量差异都未达到显著水平.同种有机肥用量占比20%处理与40%处理之间玉米产量无显著差异.玉米籽粒及秸秆吸氮量的变化与产量相似[图 6(b)].
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不同大写字母表示处理间籽粒的产量和吸氮量差异显著(P＜0.05);不同小写字母表示处理间秸秆的产量和吸氮量差异显著(P＜0.05) 图 6 不同有机肥处理对作物产量和吸氮量的影响 Fig. 6 Crop yield and amount of nitrogen uptake under different treatments |
各施肥处理N2O排放通量具有明显的季节变化, 且变化规律基本一致, 在基肥和追肥后分别出现两个明显的N2O排放峰, 排放峰一般维持一周左右, 然后又回归到较低排放水平(图 7).基肥施用后, NPK处理N2O排放通量显著高于其他处理(P＜0.05).在6月27日降水后, N2O排放通量出现一个小的排放峰.追肥灌水(7月28日)后N2O排放通量达到最大排放峰, 其中, FC处理N2O排放通量达到1 748.0 μg·(m2·h)-1, CK处理土壤N2O排放通量较低[131.0 μg·(m2·h)-1], 20%有机肥处理N2O排放峰值显著低于同种类40%有机肥处理.整个玉米季, CK处理N2O平均排放通量为19.9 μg·(m2·h)-1, NPK处理为90.5 μg·(m2·h)-1, 40%有机肥处理为80.5~93.3 μg·(m2·h)-1, 20%有机肥处理为51.7~70.8 μg·(m2·h)-1.
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图 7 不同处理玉米季N2O排放通量动态变化 Fig. 7 Dynamics of N2O emission fluxes in maize growing season under different treatments |
在所有处理中, N2O排放通量与土壤WFPS均呈显著正相关关系(P＜0.05, 表 3).除CK、1/2FC和1/2FP处理外, 其余处理N2O排放通量与土壤NH4+-N含量呈显著正相关关系(P＜0.001).在1/2CM和FP中, N2O排放通量与TIN-N含量呈显著正相关(P < 0.01).
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表 3 不同处理玉米季N2O排放通量与环境因子的关系1) Table 3 Correlations between N2O fluxes and environmental factors in maize growing season under different treatments |
2.6 N2O累积排放量、N2O排放系数和单位产量排放系数
整个玉米生长季, CK处理N2O累积排放量为0.50 kg·hm-2, 施用氮肥显著增加N2O累积排放量(P＜0.05), NPK处理为2.28 kg·hm-2, 但是与40%有机肥氮处理无显著差异(表 4).而20%有机肥氮处理的N2O累积排放量均低于同种类40%有机肥氮处理, 其中1/2CM和1/2FC处理分别显著低于CM和FC处理(P＜0.05), 1/2CM、1/2FC和1/2FP分别较CM、FC和FP减少了33.6%、43.7%和12.1%.除NPK处理外, 玉米季N2O排放量与土壤DOC平均含量呈显著线性关系(图 8).整个玉米季NPK处理N2O排放系数为0.89%, 与40%有机肥氮处理无显著差异(0.76%~0.92%), 20 %有机肥氮处理N2O排放系数明显降低(0.40%~0.64%), 且以1/2FC处理最低.CK处理下, 玉米单位产量排放系数为0.12g·kg-1，20%的有机肥氮处理均低于40%的有机肥氮处理和NPK处理.
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表 4 N2O累积排放量、N2O排放系数和单位产量排放系数1) Table 4 Cumulative N2O emission, N2O emission factor, and yield-scaled N2O emission |
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图 8 不同处理玉米季N2O排放量与土壤DOC平均含量的关系(NPK除外) Fig. 8 Correlation between cumulative N2O emission and average soil DOC content in maize growing season under different treatments (except NPK) |
农田土壤, 尤其是施肥土壤, 是全球大气N2O的重要排放源.农田生态系统N2O主要来源于土壤氮素的硝化作用和反硝化作用, 环境因素和农田管理措施等(诸如土壤温度、湿度、pH、施肥和耕作等)强烈影响着这两个过程以及N2O的排放量.本研究中土壤N2O排放通量与土壤WFPS显著正相关(表 3), 土壤水分含量是影响农田土壤N2O排放的重要因素.在土壤含水量WFPS 30%~70%时, 硝化作用是产生N2O的主导过程, 而在WFPS 70%~90%时, 反硝化作用则是主要产生N2O的微生物过程[19].一般认为, 华北平原土壤N2O主要是由硝化作用产生, 因为该地区土壤砂粒含量较高和土壤有机碳含量较低, 因而通常情况下很难形成适于反硝化作用发生的厌氧环境[20].本研究中, 各处理土壤WFPS 7%~64%, N2O排放最高峰出现在土壤水分含量WFPS 60%左右.因此, 灌水后土壤WFPS增加至硝化作用的最佳反应条件[20], 促进硝化作用进行, 从而诱导更多的N2O排放, 这与追肥和灌水后土壤NH4+含量减少, NO3-含量增加的变化结果相一致(图 3).
本研究中, 相同施氮量条件下, 与单施无机肥(NPK)处理相比, 各40%有机肥氮处理(CM、FC和FP)的N2O累积排放量未出现显著差异, 但20%有机肥氮处理(1/2CM、1/2FC和1/2FP)N2O累积排放量明显减少(表 4).整个玉米生长季N2O排放可以分为基肥和追肥施用后两个大的N2O排放过程.施用基肥后, 20%有机肥氮处理的N2O排放高于相应的40%有机肥氮处理, 但都低于NPK处理, 其主要原因是土壤中无机氮的输入(尤其是NPK处理)为N2O产生提供了底物, 促进了N2O排放[21].伴随着基肥的施入, 由于有机肥的大量施入, 40%有机肥氮处理中土壤DOC含量显著增加(图 4和图 5), 较高的碳源使得土壤微生物活性增强[22], 然而追肥前由于土壤中较低的无机氮含量, N2O排放通量较低.在追施相同量无机氮后(尿素120 kg·hm-2), 40%有机肥氮处理土壤中丰富的无机氮含量和较强的微生物活性, 使得N2O排放峰值显著高于NPK和20%有机肥氮处理, 甚至达到20%有机肥氮处理的2倍(图 7).除NPK处理外, 整个玉米生长季N2O累积排放量与土壤DOC含量呈显著正相关关系, 也表明40%有机肥处理引起较高的N2O排放主要是由大量有机碳的输入引起.Zhu等[23]的研究发现, 有机肥处理中较高的有机碳输入促进N2O排放.Ding等[8]的研究发现单独施用有机肥比有机肥氮和化肥氮对半施用更能提高N2O排放, 并将其归因于更多易分解有机碳的输入.有机肥施用导致的土壤DOC含量增加可以降低土壤反硝化发生的土壤含水量, 提高了土壤反硝化潜力.而Cai等[24]的报道中发现有机无机肥氮对半施用降低了土壤N2O的排放, 这可能与有机肥的性质有关, 在其研究中, 施用的有机肥由粉碎的小麦秸秆、大豆饼和棉籽饼按照一定的比例混合, 经过2个多月堆腐而成, 其C/N值大约为8.通常情况下, C/N值小于20的有机肥为高度腐熟有机肥, 易分解有机碳含量较低[25].而本研究施用的有机肥C/N值为20~28, 易分解有机碳含量较高.然而, 本研究中, 尽管20%有机肥氮处理的DOC含量较NPK处理明显增加, 追施等量无机氮肥后, N2O排放量低于NPK处理, 其原因可能是适量施用有机肥增强了固氮作用, 减少了氮供应, 降低了N2O排放[26].本结果表明, 与NPK处理相比, 20%有机肥氮与80%化肥氮配施可有效减少N2O排放.由此可见, 有机肥起着双重作用, 一方面提高活性有机碳, 提升土壤反硝化潜力; 另一方面, 调控土壤无机氮水平, 促进或者抑制硝化和反硝化产生N2O.
相同用量不同种类的有机肥(牛粪、猪粪和鸡粪)处理下, N2O排放通量的季节变化比较一致, N2O累积排放量未出现显著差异(表 4).有研究指出, 有机物料的碳氮结构是控制其对N2O排放影响的主要因素[27].Cayuela等[28]认为施入的有机物料中氮含量和组成的不同导致土壤N2O排放的差异.本研究中鸡粪和猪粪的无机氮含量远高于牛粪, 但是牛粪有机肥处理的N2O排放与其他两种有机肥处理间无显著差异.表明有机肥施用时的无机氮含量不会影响土壤N2O排放.本研究中, 通过13C-CPMAS NMR技术测定的有机肥结构, 牛粪有机肥的含氧烷基碳含量高于猪粪和鸡粪(图 1), 表明牛粪中含有相对较多的易分解有机碳, 这可能是40%牛粪有机肥处理中土壤DOC含量最高, N2O排放系数最大的原因.
4 结论整个玉米季CK处理N2O排放量为0.50 kg·hm-2, NPK处理增加到2.28 kg·hm-2. 40%有机肥氮处理的N2O排放量较NPK处理无显著差异(1.78~2.35 kg·hm-2), 但显著高于20%有机肥处理(1.30~2.35 kg·hm-2).在等施氮量情况下, 相同用量不同种类有机肥处理下, N2O排放量未出现显著差异; 有机肥氮用量占比由40%减少到20%, 对玉米产量无显著影响, 但是N2O排放显著降低, 主要原因为土壤易分解有机碳输入降低.
| [1] | IPCC. Climate change 2013: the physical science basis[A]. In: Contribution of Working Group Ⅰ to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change[C]. Cambridge, United Kingdom and New York, USA: IPCC, 2013. |
| [2] | IPCC. Climate Change 2014: Synthesis Report[A]. In: Contribution of Working Groups Ⅰ, Ⅱ and Ⅲ to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change[C]. Geneva, Switzerland: IPCC, 2014. |
| [3] | UNEP. Drawing down N2O to protect climate and the ozone layer: A UNEP synthesis report[R]. Nairobi, Keny: United Nations Environment Programme, 2013. |
| [4] | Davidson E A. The contribution of manure and fertilizer nitrogen to atmospheric nitrous oxide since 1860[J]. Nature Geoscience, 2009, 2(4): 659-662. |
| [5] |
国家发展和改革委员会. 中华人民共和国气候变化初始国家信息通报[M]. 北京: 中国计划出版社, 2004. National Development and Reform Commission. The People's Republic of China initial national communication on climate change[M]. Beijing: China Planning Press, 2004. |
| [6] | Huang T, Yang H, Huang C C, et al. Effect of fertilizer N rates and straw management on yield-scaled nitrous oxide emissions in a maize-wheat double cropping system[J]. Field Crops Research, 2017, 204: 1-11. DOI:10.1016/j.fcr.2017.01.004 |
| [7] | Zhai L M, Liu H B, Zhang J Z, et al. Long-term application of organic manure and mineral fertilizer on N2O and CO2 emissions in a red soil from cultivated maize-wheat rotation in China[J]. Agricultural Sciences in China, 2011, 10(11): 1748-1757. DOI:10.1016/S1671-2927(11)60174-0 |
| [8] | Ding W X, Luo J F, Li J, et al. Effect of long-term compost and inorganic fertilizer application on background N2O and fertilizer-induced N2O emissions from an intensively cultivated soil[J]. Science of the Total Environment, 2013, 465: 115-124. DOI:10.1016/j.scitotenv.2012.11.020 |
| [9] |
李燕青, 唐继伟, 车升国, 等. 长期施用有机肥与化肥氮对华北夏玉米N2O和CO2排放的影响[J]. 中国农业科学, 2015, 48(21): 4381-4389. Li Y Q, Tang J W, Che S G, et al. Effect of organic and inorganic fertilizer on the emission of CO2 and N2O from the summer maize field in the North China Plain[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2015, 48(21): 4381-4389. DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.21.018 |
| [10] | Cheng Y, Xie W, Huang R, et al. Extremely high N2O but unexpectedly low NO emissions from a highly organic and chemical fertilized peach orchard system in China[J]. Agriculture, Ecosystems & Environment, 2017, 246: 202-209. |
| [11] |
陈哲, 陈媛媛, 高霁, 等. 不同施肥措施对黄河上游灌区油葵田土壤N2O排放的影响[J]. 应用生态学报, 2015, 26(1): 129-139. Chen Z, Chen Y Y, Gao J, et al. Effects of different fertilization measures on N2O emission in oil sunflower field in irrigation area of upper Yellow River[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2015, 26(1): 129-139. |
| [12] |
刘韵, 柳文丽, 朱波. 施肥方式对冬小麦-夏玉米轮作土壤N2O排放的影响[J]. 土壤学报, 2016, 53(3): 735-745. Liu Y, Liu W L, Zhu B. Effect of fertilization regime on soil N2O emission from upland field under wheat-maize rotation system[J]. Acta Pedologica Sinica, 2016, 53(3): 735-745. |
| [13] |
侯苗苗, 吕凤莲, 张弘弢, 等. 有机氮替代比例对冬小麦/夏玉米轮作体系作物产量及N2O排放的影响[J]. 环境科学, 2018, 39(1): 321-330. Hou M M, Lu F L, Zhang H T, et al. Effect of organic manure substitution of synthetic nitrogen on crop yield and N2O emission in the winter wheat-summer maize rotation system[J]. Environmental Science, 2018, 39(1): 321-330. |
| [14] |
孟磊, 蔡祖聪, 丁维新. 长期施肥对华北典型潮土N分配和N2O排放的影响[J]. 生态学报, 2008, 28(12): 6197-6203. Meng L, Cai Z C, Ding W X. Effects of long-term fertilization on N distribution and N2O emission in fluvo-aquci soil in North China[J]. Acta Ecologica Sinica, 2008, 28(12): 6197-6203. DOI:10.3321/j.issn:1000-0933.2008.12.050 |
| [15] | Li X X, Hu C S, Delgado J A, et al. Increased nitrogen use efficiencies as a key mitigation alternative to reduce nitrate leaching in north china plain[J]. Agricultural Water Management, 2007, 89(1-2): 137-147. DOI:10.1016/j.agwat.2006.12.012 |
| [16] | Ju X T, Xing G X, Chen X P, et al. Reducing environmental risk by improving N management in intensive Chinese agricultural systems[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2009, 106(9): 3041-3046. DOI:10.1073/pnas.0813417106 |
| [17] | Cai G X, Chen D L, Ding H, et al. Nitrogen losses from fertilizers applied to maize, wheat and rice in the North China Plain[J]. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 2002, 63(2-3): 187-195. |
| [18] |
李晓, 颜晓元, 邢光熹, 等. 不同动物排泄物氮的作物利用及对N2O排放的贡献[J]. 土壤, 2008, 40(4): 548-553. Li X, Yan X Y, Xing G X, et al. Nitrogen utilization ratio and N2O emission from different animal manures[J]. Soils, 2008, 40(4): 548-553. DOI:10.3321/j.issn:0253-9829.2008.04.008 |
| [19] | Dobbie K E, Smith K A. The effects of temperature, water-filled pore space and land use on N2O emissions from an imperfectly drained gleysol[J]. European Journal of Soil Science, 2001, 52(4): 667-673. DOI:10.1046/j.1365-2389.2001.00395.x |
| [20] | Ding W X, Meng L, Cai Z C, et al. Effects of long-term amendment of organic manure and nitrogen fertilizer on nitrous oxide emission in a sandy loam soil[J]. Journal of Environmental Sciences, 2007, 19(2): 185-193. DOI:10.1016/S1001-0742(07)60030-8 |
| [21] | Ma B L, Wu T Y, Tremblay N, et al. Nitrous oxide fluxes from corn fields:on-farm assessment of the amount and timing of nitrogen fertilizer[J]. Global Change Biology, 2010, 16(1): 156-170. DOI:10.1111/j.1365-2486.2009.01932.x |
| [22] | Ju X T, Lu X, Gao Z L, et al. Processes and factors controlling N2O production in an intensively managed low carbon calcareous soil under sub-humid monsoon conditions[J]. Environmental Pollution, 2011, 159(4): 1007-1016. DOI:10.1016/j.envpol.2010.10.040 |
| [23] | Zhu K, Bruun S, Larsen M, et al. Heterogeneity of O2 dynamics in soil amended with animal manure and implications for greenhouse gas emissions[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2015, 84: 96-106. DOI:10.1016/j.soilbio.2015.02.012 |
| [24] | Cai Y J, Ding W X, Luo J F. Nitrous oxide emissions from Chinese maize-wheat rotation systems:A 3-year field measurement[J]. Atmospheric Environment, 2013, 65: 112-122. DOI:10.1016/j.atmosenv.2012.10.038 |
| [25] | López-Fernández S, Díez J A, Hernáiz P, et al. Effects of fertiliser type and the presence or absence of plants on nitrous oxide emissions from irrigated soils[J]. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 2007, 78(3): 279-289. DOI:10.1007/s10705-007-9091-9 |
| [26] | Yin G F, Wang X F, Du H Y, et al. N2O and CO2 emissions, nitrogen use efficiency under biogas slurry irrigation:A field study of two consecutive wheat-maize rotation cycles in the North China Plain[J]. Agricultural Water Management, 2019, 212: 232-240. DOI:10.1016/j.agwat.2018.08.038 |
| [27] | Garcia-Ruiz R, Baggs E M. N2O emission from soil following combined application of fertiliser-N and ground weed residues[J]. Plant and Soil, 2007, 299(1-2): 263-274. DOI:10.1007/s11104-007-9382-6 |
| [28] | Cayuela M L, Velthof G L, Mondini C, et al. Nitrous oxide and carbon dioxide emissions during initial decomposition of animal by-products applied as fertilisers to soils[J]. Geoderma, 2010, 157(3-4): 235-242. DOI:10.1016/j.geoderma.2010.04.026 |