全 文 ：不同施肥措施对黄河上游灌区油葵田
土壤 Ｎ２Ｏ排放的影响
∗
陈　 哲１　 陈媛媛２　 高　 霁３　 刘汝亮４　 杨正礼１　 张爱平１∗∗
（ １中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业清洁流域团队 ／农业部农业环境重点实验室， 北京 １０００８１； ２中国科学
院生态环境研究中心， 北京 １０００８５； ３中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所， 北京 １０００８１； ４宁夏农林科学院农业资
源与环境研究所， 银川 ７５０００２）
摘　 要　 农田土壤已成为大气氧化亚氮（Ｎ２Ｏ）最大的人为释放源，为了解长期有机肥与无机
肥配施对后茬作物土壤 Ｎ２Ｏ排放的影响，本研究基于宁夏河套地区典型冬小麦⁃油葵复种农
田生态系统，利用静态箱⁃气相色谱法对后茬作物（油葵）种植期内土壤 Ｎ２Ｏ 通量特征进行了
测定．结果表明： 前茬施肥对后茬油葵土壤 Ｎ２Ｏ 排放具有显著的刺激效应，Ｎ３００⁃ＯＭ（２１０
ｋｇ Ｎ·ｈｍ－２无机肥、９０ ｋｇ Ｎ·ｈｍ－２有机肥）、Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２（１９５ ｋｇ Ｎ·ｈｍ
－２无机肥、４５ ｋｇ Ｎ·ｈｍ－２有
机肥）、Ｎ３００（３００ ｋｇ Ｎ·ｈｍ
－２无机肥）和 Ｎ２４０（２４０ ｋｇ Ｎ·ｈｍ
－２无机肥）处理下土壤 Ｎ２Ｏ 生长季
平均通量为（３４．１６ ±９．７２）、（３９．６９ ±１０．７０）、（２７．７５ ±９．５７）和（２６．３１ ±８．５２） μｇ·ｍ－２·ｈ－１，分
别是对照样地的 ４．０９、４．７５、３．３２、３．１５ 倍．施肥处理下油葵生长季内 Ｎ２Ｏ 总累积排放量高达
１２４２．５～７９６．７ ｇ·ｈｍ－２，是对照组的 ４．６７ ～ ２．９９ 倍；在整个生长季，有机肥与无机肥配施处理
Ｎ２Ｏ排放速率都维持在较高水平，各月累积排放量间无显著差异；而单施化肥处理 Ｎ２Ｏ 排放
速率逐渐下降，生长季初期为主要排放阶段，７ 月累积排放量占总排放量的４１．３％～４１．８％；不
同施肥方式下，有机肥与无机肥配施处理 Ｎ２Ｏ 总累积排放量显著高于单施化肥，但相同施肥
方式下高氮量处理与减氮优化处理（Ｎ３００⁃ＯＭ与 Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２，Ｎ３００与 Ｎ２４０）间差异不显著．受干旱
影响，土壤水分是控制油葵田土壤 Ｎ２Ｏ 排放的主要环境因素．有机肥与无机肥配施处理下
Ｎ２Ｏ排放速率与 ＮＨ４
＋ ⁃Ｎ含量呈显著正相关，而所有处理下 Ｎ２Ｏ 排放速率与土壤 ＮＯ３
－ ⁃Ｎ 含
量均不相关，表明添加有机肥会持续改善土壤 ＮＨ４
＋ ⁃Ｎ供给进而增加 Ｎ２Ｏ排放．
关键词　 油葵田； 氧化亚氮； 有机肥与无机肥； 土壤水分； 铵态氮
∗中央公益性科研院所基本科研业务费专项（ＢＳＲＦ２０１３０６）和农业清洁流域创新基金项目资助．
∗∗通讯作者． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ａｐｚｈａｎｇ０６０１＠ １２６．ｃｏｍ
２０１４⁃０８⁃０３收稿，２０１４⁃１０⁃２５接受．
文章编号　 １００１－９３３２（２０１５）０１－０１２９－１１　 中图分类号　 Ｓ１５４．１　 文献标识码　 Ａ
Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｎ Ｎ２Ｏ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎ ｏｉｌ ｓｕｎｆｌｏｗｅｒ ｆｉｅｌｄ ｉｎ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ
ａｒｅａ ｏｆ ｕｐｐｅｒ Ｙｅｌｌｏｗ Ｒｉｖｅｒ． ＣＨＥＮ Ｚｈｅ１， ＣＨＥＮ Ｙｕａｎ⁃ｙｕａｎ２， ＧＡＯ Ｊｉ３， ＬＩＵ Ｒｕ⁃ｌｉａｎｇ４， ＹＡＮＧ
Ｚｈｅｎｇ⁃ｌｉ１， ＺＨＡＮＧ Ａｉ⁃ｐｉｎｇ１ （ １ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｃｌｅａｒ Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ Ｇｒｏｕｐ， Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ
Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ／ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ
Ａｇｒｏ⁃Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１， Ｃｈｉｎａ； ２Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｅｃｏ⁃
Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８５， Ｃｈｉｎａ； ３Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎ⁃
ｍｅｎｔ ａｎｄ Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ
１０００８１， Ｃｈｉｎａ； ４Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｎｉｎｇｘｉａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｏ⁃
Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｙｉｎｃｈｕａｎ ７５０００２， Ｃｈｉｎａ） ．⁃Ｃｈｉｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｅｃｏｌ．， ２０１５， ２６（１）： １２９－１３９．
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｓｏｉｌ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｔｈｅ ｌａｒｇｅｓｔ ａｎｔｈｒｏｐｏｇｅｎｉｃ ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｎｉｔｒｏｕｓ
ｏｘｉｄｅ （Ｎ２Ｏ）． Ｔｏ ｅｓｔｉｍａｔｅ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔｓ ｏｆ ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ
ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ ｏｎ Ｎ２Ｏ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎ ａ ｔｙｐｉｃａｌ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ⁃ｏｉｌ ｓｕｎｆｌｏｗｅｒ ｃｒｏｐｐｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｔｈｅ Ｎｉｎｇｘｉａ ｉｒ⁃
ｒｉｇａｔｉｏｎ ａｒｅａ， ｗｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ Ｎ２Ｏ ｆｌｕｘｅｓ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｃ ｏｐａｑｕｅ ｃｈａｍｂｅｒ⁃ｇａｓ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈ ｍｅｔｈｏｄ
ａｎｄ ｍｏｎｉｔｏｒｅｄ ｔｈｅ ｓｅａｓｏｎａｌ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ｒｅｌａｔｅｄ ｆａｃｔｏｒｓ． Ｏｕｒ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｉｎ
ｔｈｅ ｐｒｅｖｉｏｕｓ ｃｒｏｐ ｆｉｅｌｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｎ２Ｏｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｏｉｌ⁃ｓｕｎｆｌｏｗｅｒ ｃｕｌ⁃
应 用 生 态 学 报　 ２０１５年 １月　 第 ２６卷　 第 １期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ， Ｊａｎ． ２０１５， ２６（１）： １２９－１３９
ｔｉｖａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅａｎ ｆｌｕｘｅｓ ｏｆ Ｎ３００⁃ＯＭ， Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２， Ｎ３００ ａｎｄ Ｎ２４０ ｗｅｒｅ （３４．１６ ±９．７２），
（３９．６９ ±１０．７０）， （２７．７５ ±９．５７） ａｎｄ （２６．３０ ±８．５２） μｇ·ｍ－２·ｈ－１， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ
４．０９， ４．７５， ３．３２ ａｎｄ ３．１５ ｔｉｍｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｒｏｕｐｓ． Ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ Ｎ２Ｏ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｏｆ ｆｅｒｔｉ⁃
ｌｉｚｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｉｎ ｇｒｏｗｉｎｇ ｓｅａｓｏｎ ｗａｓ ａｓ ｈｉｇｈ ａｓ ７９６．７ ｔｏ １２４２．５ ｇ·ｈｍ－２， ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ２．９９ ｔｏ ４．６７
ｔｉｍｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｒｏｕｐｓ． Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｇｒｏｗｉｎｇ ｓｅａｓｏｎ， ｔｈｅ ｒａｔｅｓ ｏｆ Ｎ２Ｏ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎ ｅａｃｈ ｍｏｎｔｈ ｏｒ⁃
ｇａｎｉｃ ａｎｄ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｆｅｒｔｉ⁃ｌｉｚｅｒｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｓｉｍｉｌａｒ ａｔ ｈｉｇｈ ｌｅｖｅｌｓ． Ｎ２Ｏ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎ
ｃｈｅｍｉｃａｌ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ Ｎ２Ｏ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ａｔ
ｔｈｅ ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ｏｆ ｇｒｏｗｉｎｇ ｓｅａｓｏｎ． Ｔａｋｉｎｇ Ｊｕｌｙ ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ， Ｎ２Ｏ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ａｃｃｏｕｎｔｅｄ ｆｏｒ ４１．３％ ｔｏ
４１􀆰 ８％ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ａｍｏｕｎｔ． Ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔｓ ｏｆ Ｎ２Ｏ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｆｅｒｔｉ⁃
ｌｉｚｅｒｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｕｎｄｅｒ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ． Ｔｈｅ
Ｎ２Ｏ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｎｏｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｎｉ⁃
ｔｒｏｇｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｆｅｒｔｉｌｉｚｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ， ｅｉｔｈｅｒ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｎ３００⁃ＯＭ ａｎｄ Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２， ｏｒ ｂｅ⁃
ｔｗｅｅｎ Ｎ３００ ａｎｄ Ｎ２４０ ． Ｏｎ ａｃｃｏｕｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｄｒｏｕｇｈｔ， Ｎ２Ｏ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎ ｅａｃｈ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗａｓ ｍａｉｎｌｙ ａｆｆｅｃｔｅｄ
ｂｙ ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ． Ｎ２Ｏ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｈａｄ ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｓｏｉｌ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｃｏｎｔｅｎｔ ｕｎｄｅｒ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ， ｂｕｔ ｗａｓ ｎｏｔ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ
ｓｏｉｌ ｎｉｔｒａｔｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｕｎｄｅｒ ａｌｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ． Ｔｈｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ａｄｄｉｎｇ ｏｒｇａｎｉｃ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｃｏｕｌｄ
ｓｔｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ Ｎ２Ｏ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｖｉａ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｏｉｌ⁃ｓｕｎｆｌｏｗｅｒ ｆｉｅｌｄ； ｎｉｔｒｏｕｓ ｏｘｉｄｅ； ｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ； ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ； ａｍｍｏ⁃
ｎｉｕｍ．
　 　 温室气体是全球气候变化领域研究的重要内
容．氧化亚氮（Ｎ２Ｏ）作为一种重要的温室气体，由于
其增温潜势大、大气滞留时间长、破坏臭氧能力强等
特点而备受关注［１］ ．尽管与 ＣＯ２ 相比，大气中 Ｎ２Ｏ
浓度低、增长率小，但其百年增温潜势却是 ＣＯ２ 的
２９６倍，是 ＣＨ４的 １３倍［２］ ．政府间气候变化专业委员
会（ ＩＰＣＣ）第五次评估指出，２０１１ 年全球大气 Ｎ２Ｏ
浓度达到历史新高，约为 ３２４． ２ ｐｐｂ，比工业革命
（１７５０年）前增加 ２０％，过去 ３０ 年间平均增量为
（０􀆰 ７３ ±０．０３） ｐｐｂ·ａ－１，故 Ｎ２Ｏ 对全球变暖的贡献
已超过 ＣＦＣ⁃１２（一种氟立昂），成为仅次于 ＣＯ２ 和
ＣＨ４的第三大温室气体［３］ ． Ｎ２Ｏ 作为大气自然成分
之一，主要来源于土壤微生物反硝化过程，受土壤氮
素限制，自然条件下反硝化过程释放的 Ｎ２Ｏ有限．然
而人类活动正在不断加剧土壤反硝化作用，导致
Ｎ２Ｏ排放量增加，特别是粮食生产过程中氮肥的大
量使用加剧了 Ｎ２Ｏ 排放． ＩＰＣＣ 最新报告显示，每年
由于使用化肥而造成的以 Ｎ２Ｏ 形式排放的氮量高
达 ３􀆰 ３５ Ｔｇ·ａ－１， 占人类活 动 总 释 放 量 （ ６􀆰 ９
Ｔｇ·ａ－１）的 ４７％［３］ ．已有研究证实，无机氮肥添加与
Ｎ２Ｏ排放存在显著的线性正相关关系［４］，氮肥的大
量使用是造成农田土壤 Ｎ２Ｏ 排放增加的直接原
因［５－７］，农业生产已成为人类活动中造成近几十年
来大气 Ｎ２Ｏ浓度不断增加的主要原因之一．而我国
作为一个农业大国，为了满足人口增长对粮食的需
求，化肥用量日益增加，２０１２ 年氮肥用量达 ５８３．９×
１０５ ｔ，是 １９９０年用量（２５９×１０５ ｔ）的 ２．２５ 倍［８］ ．有研
究预测，到 ２０３０ 年我国农业源 Ｎ２Ｏ 排放量将增加
到 ２０００ ｋｔ左右，比 ２０００年排放量增长 ３１％［９］ ．
宁夏引黄灌区作为我国西北重要的粮食生产
地，长期以来过量施用化肥现象普遍存在［１０］，但有
关施肥对该地区复种旱田土壤 Ｎ２Ｏ 排放影响的研
究目前尚未见报道．因此，在全球变化背景下，在我
国农业源 Ｎ２Ｏ排放不断增加的现实中，研究我国旱
区农田土壤 Ｎ２Ｏ 排放规律及农业减排措施十分必
要．冬小麦⁃油葵复种是宁夏地区较为常见的种植模
式，本研究拟通过监测长期单施化肥、有机肥与无机
肥配施、优化施肥（减量）几种不同施肥处理下麦后
复种油葵农田土壤 Ｎ２Ｏ 通量和相关环境因子的变
化，探明宁夏引黄灌区麦后复种油葵农田土壤 Ｎ２Ｏ
通量的季节变化规律、累积排放量和主要影响因子
与排放通量的相互关系，以及不同施肥方式对油葵
生长季土壤 Ｎ２Ｏ排放的影响．以期为深入了解干旱
半干旱地区施肥对农田土壤 Ｎ２Ｏ 排放的影响和氮
素气态损失作用机制提供可靠数据，为提高氮肥利
用、制定减少农田 Ｎ２Ｏ排放策略提供科学指导．
１　 研究地区与研究方法
１􀆰 １　 研究区概况
试验地位于我国西部黄河中上游宁夏回族自治
区境内灵武市灵武农场 （ ３８° ０３′—３８° １５′ Ｎ，
１０６°１４′—１０６°２９′ Ｅ，海拔约 １１１４ ｍ）．该区属典型中
０３１ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
温带大陆性半干旱气候，年均降雨量 １８０ ～ ２２０ ｍｍ，
蒸发量 １１００～１６００ ｍｍ．年内降水分配不均，春季占
１８．２％，夏季占 ５８％，秋季占 ２１％，冬季占 ２．１％．年平
均气温 ８～９ ℃，年均日照时长 ２８００～３１００ ｈ，大于等
于 １０ ℃积温 ３２００ ～ ３４００ ℃，无霜期 １５０ ｄ 左右，作
物生长季为 ４—９月．该地区属黄河上游河套平原的
重要组成部分，是宁夏引黄灌区典型农业生产区，主
要农作物为水稻、冬小麦、玉米、油葵、马铃薯、高粱，
经济作物有枸杞、大枣．农田轮作模式为稻⁃稻⁃旱，土
壤类型以灰钙土和灌於土为主，肥力中等偏上，０ ～
３０ ｃｍ的耕作层土壤有机质、全氮、全磷含量分别为
１４．４７、０．８７ 和 ０．８２ ｇ·ｋｇ－１，容重 １􀆰 ５７ ｇ·ｃｍ－３，土
壤偏碱性，ｐＨ为 ８．２４［１１］ ．
１􀆰 ２　 试验设计
本试验主要研究长期单施化肥、无机肥与有机
肥配施和减量优化施肥处理对后茬油葵田生长季土
壤 Ｎ２Ｏ排放的影响．２００９、２０１０、２０１１ 年试验地种植
作物为水稻、水稻、冬小麦，进行连续 ３ 年的施肥处
理．试验设 ４个施肥处理和不施肥对照（表 １），每个
处理设 ３次重复，小区分布采用随机区组设计，共
１５个小区，小区面积 ６０ ｍ２（６ ｍ×１０ ｍ）．总施氮量控
制为 ３００ ｋｇ·ｈｍ－２和 ２４０ ｋｇ·ｈｍ－２两个水平，其中
３００ ｋｇ·ｈｍ－２为当地常规施氮量，２４０ ｋｇ·ｈｍ－２为在
保证稳产的前提下我们通过以往关于该地区的研究
所确定的减量优化施肥量；在氮肥总量控制条件下，
采用单施化肥 （ Ｎ３００、Ｎ２４０ ）和有机与无机肥配施
（Ｎ３００⁃ＯＭ、Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２）两种施肥措施；对照组不施用
氮肥（Ｎ０）．所施有机肥为农家猪粪，其含 Ｎ 量为
０􀆰 ３％，３０×１０３、１５×１０３ ｋｇ·ｈｍ－２猪粪的施用量分别
相当于 ９０、４５ ｋｇ·ｈｍ－２的 Ｎ 素施用量；为满足作物
生长的养分需求，各试验小区均添加了常规用量的
表 １　 长期施肥试验处理
Ｔａｂｌｅ １　 Ｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
总施氮量
Ｔｏｔａｌ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ
（ｋｇ·ｈｍ－２）
施肥方式
Ｆｅｒｔｉｌｉｚｉｎｇ
ｍｅｔｈｏｄ
肥料组成 Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ
化学氮肥
Ｃｈｅｍｉｃａｌ
ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
（ｋｇ·ｈｍ－２）
有机肥
Ｏｒｇａｎｉｃ
ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
（ｋｇ·ｈｍ－２）
Ｎ３００⁃ＯＭ ３００ 有机与无机肥配施 ２１０ ９０
Ｎ３００ ３００ 化学氮肥单施 ３００ －
Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２ ２４０ 有机与无机肥配施 １９５ ４５
Ｎ２４０ ２４０ 化学氮肥单施 ２４０ －
Ｎ０ ０ 不施氮肥 － －
磷肥（１０５ ｋｇ·ｈｍ－２）和钾肥（６０ ｋｇ·ｈｍ－２）．
　 　 施肥处理在油葵的前茬作物冬小麦的种植期内
完成，其中化学 Ｎ 肥按照冬小麦生育期分为基肥、
拔节期肥、孕穗肥 ３ 次施入土壤，分别占总量的
５０％、３０％和 ２０％．有机肥、Ｐ 肥、Ｋ 肥在冬小麦种植
前以基肥形式一次施入，油葵生长季均不再施加肥
料．２０１１年 ７ 月 ６ 日播种油葵，１０ 月 ３１ 日收割，生
长期共 １１７ ｄ．油葵生长期内试验区所在地的温度和
降水变化如图 １示，７—１０月总降水量 １６５．８ ｍｍ，日
均温 １８ ℃，１０月底最低气温开始降至 ０ ℃以下．
１􀆰 ３　 样品采集与测定
本试验采用密闭静态暗箱⁃气相色谱法观测
Ｎ２Ｏ通量．静态暗箱装置由不锈钢材料制成的采样
箱（０．５ ｍ×０．６ ｍ×１．０ ｍ）和底座（０．５ ｍ×０􀆰 ６ ｍ×
０􀆰 ３ ｍ）两部分组成．箱体内配置有温度探头（监测
箱体内温度）、空气搅拌风扇（混合气体）和气体采
样管，箱体外面包有泡沫保温层，以减缓太阳辐射下
采样箱壁和箱内空气温度过快升高，尽量维持采样
时箱体内外温度相对一致．将底座下端插入土体
３０ ｃｍ深，底座上端有密封水槽，抽气时向其中加适
量水以保证箱体和底座之间密封．
图 １　 试验区生长季温度、降水变化
Ｆｉｇ．１　 Ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｇｒｏｗｉｎｇ ｓｅａｓｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ａｒｅａ．
Ⅰ： 最高温度 Ｍａｘｉｍｕｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ； Ⅱ： 最低温度 Ｍｉｎｉｍｕｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ； Ⅲ： 降水量 Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ．
１３１１期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 陈　 哲等： 不同施肥措施对黄河上游灌区油葵田土壤 Ｎ２Ｏ排放的影响　 　 　 　 　
　 　 目前国际上一般选择 ９：００—１２：００作为当日气
体采样时间，并假定此时段测定值能够代表当日交
换通量［１２］ ．有研究应用自动观测装置研究了密闭时
间对农田土壤温室气体排放通量的影响，结果表明，
测定 Ｎ２Ｏ 的密闭时间以 １５ ～ ３０ ｍｉｎ 为宜，超过
３５ ｍｉｎ Ｎ２Ｏ通量显著下降［１３］ ．本研究取气时间选择
晴天的 ９：００—１１：００，将采样时间控制在 ３０ ｍｉｎ 内，
每 １０ ｍｉｎ收集 １次（共 ４次），使用带三通阀的针管
将气样注入特制密封气袋中保存．每次抽气时记录
时间、箱内温度、土壤温度．气体采集日期为 ７ 月 ３
日—１１月 １２日，约 １０ ｄ 采集 １ 次（共 １２ 次）．使用
气相色谱仪（岛津 ＧＣ⁃１４Ａ）测定样品 Ｎ２Ｏ浓度［１４］ ．
每次气样采集结束后取 ０～ ２０ ｃｍ 土层土样，用
于测定土壤含水量、ｐＨ、铵态氮、硝态氮含量．土壤含
水量采用烘干法测定，土壤 ｐＨ使用电极法（水土比
２．５ ∶ １）测定，土壤铵态氮和硝态氮采用 １ ｍｏｌ·Ｌ－１
ＫＣｌ溶液浸提⁃紫外分光光度法测定［１１］ ．
１􀆰 ４　 数据处理
用气相色谱仪测得样品中的 Ｎ２Ｏ 峰面积后，用
公式（１）计算箱体内所测样品的 Ｎ２Ｏ浓度 Ｃｓ ．
Ｃｓ ＝ＡＳ×Ｃ０ ／ Ａ０ （１）
式中：Ｃ０为标气浓度；ＡＳ为所测样品峰面积；Ａ０为标
准气样中 Ｎ２Ｏ浓度．
Ｎ２Ｏ交换通量采用如下公式计算：
Ｆ＝ Δｍ
Ａ·Δｔ
＝ ρ·Ｈ·Δｃ
Δｔ
（２）
式中：Ｆ为 Ｎ２Ｏ通量（μｇ·ｍ
－２·ｈ－１）；Δｍ 和 Δｃ 分
别为 Δｔ时间内箱内气体质量和混合比浓度的变化；
ρ为箱内实际气体密度；Ａ、Ｈ 分别为采样箱底面积、
气室高度．由于当地大气压强并非标准大气压，所以
在计算 Ｎ２Ｏ气体通量时需要根据实际大气压和大
气温度对 ρ进行校准．经推导，公式（２）可表示如下：
Ｆ＝ ｄｃ
ｄｔ
·Ｍ
Ｖ０
· Ｐ
Ｐ０
·
Ｔ０
Ｔ
·Ｈ （３）
式中：ｄｃ ／ ｄｔ为气体体积分数随时间变化的回归曲线
斜率；Ｍ 为 Ｎ２Ｏ 气体摩尔质量（４４ ｇ·ｍｏｌ
－１）；Ｐ 为
当地大气压强（８８． １９ ｋＰａ）；Ｔ 为箱体内实际气温
（Ｋ）；Ｖ０、Ｐ０、Ｔ０分别为标准状态下的气体摩尔体积
（２２．４ Ｌ·ｍｏｌ－１）、空气气压（１０１．３２５ ｋＰａ）和绝对温
度（２７３ Ｋ）．Ｆ 为负值时表示土壤吸收 Ｎ２Ｏ，正值时
表示排放．另外，累积通量计算采用线性内插法［１５］ ．
本研究所得数据的统计处理在 ＳＰＳＳ １９．０ 软件
中进行，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通量和累积排放量差异．Ｐｅａｒｓｏｎ 相关系数检验
法判定不同施肥措施下土壤 Ｎ２Ｏ 通量与影响因子
的相关性及显著水平．用 Ｐａｒｔｉａｌ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ方法通过
控制自变量土壤温度和水分来解析 Ｎ２Ｏ 通量与其
他影响因子的关系．
２　 结果与分析
２􀆰 １　 长期不同施肥处理后土壤理化性质变化特征
经过连续 ３ 年的施肥处理后，油葵种植前试验
小区耕层土壤基本理化性质如表 ２ 所示．与单施化
肥相比，有机肥与无机肥长期配施会显著改善土壤
氮素水平，表现为有机质积累增加，土壤速效氮（硝
态氮、铵态氮）供应上升．土壤全氮、全磷和 ｐＨ 值较
为稳定，３年施肥并未对其产生显著影响．
２􀆰 ２　 油葵田土壤 Ｎ２Ｏ排放通量季节动态规律
长期不同施肥方式下，油葵田土壤 Ｎ２Ｏ 通量的
季节变化特征不同．其中，有机与无机肥配施处理
Ｎ３００⁃ＯＭ和 Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２在整个生长季（７—１０ 月）内
Ｎ２Ｏ通量季节波动较小，均维持在较高的排放水平
（图 ２），其中 Ｎ３００⁃ＯＭ 处理生长季内各月平均通量
分别为 ４３．２、３２．１、３８．２２、３０．６６ μｇ·ｍ－２·ｈ－１，Ｎ２４０⁃
ＯＭ１ ／ ２处理生长季内各月平均通量分别为 ４５􀆰 ５１、
３８􀆰 ５２、４５．１３、３９．３１ μｇ·ｍ－２·ｈ－１ ．而单施化肥处理
Ｎ３００和 Ｎ２４０在生长季内 Ｎ２Ｏ通量持续下降（图 ２），两
表 ２　 不同施肥处理下油葵种植前耕层土壤基本理化性质
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｓｏｉｌ ｂａｓｉｃ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｂｅｆｏｒｅ ｏｉｌ ｓｕｎｆｌｏｗｅｒ ｐｌａｎｔｅｄ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
有机质
Ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ
（ｇ·ｋｇ－１）
全氮
Ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ
（ｇ·ｋｇ－１）
全磷
Ｔｏｔａｌ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ
（ｇ·ｋｇ－１）
硝态氮
Ｎｉｔｒａｔｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ
（ｍｇ·ｋｇ－１）
铵态氮
Ａｍｍｏｎｉｕｍ ｎｉｔｒｏｇｅｎ
（ｍｇ·ｋｇ－１）
ｐＨ
Ｎ３００ ⁃ＯＭ １８．４ａ ０．８３ａ １．３２ａ ３．６６ａ ３．５２ａ ８．７ａ
Ｎ２４０ ⁃ＯＭ１ ／ ２ １７．３ａ ０．８１ａ １．７２ａ ３．１２ａ ３．０９ａ ８．７ａ
Ｎ３００ １３．７ｂ ０．７１ａ １．２５ａ １．６３ｂ １．３６ｂ ８．４ａ
Ｎ２４０ １３．１ｂ ０．７９ａ １．１８ａ １．２４ｂ １．０１ｂ ８．６ａ
Ｎ０ １１．８ｂ ０．６０ｂ １．３２ａ １．２８ｂ ０．９１ｂ ８．５ａ
同列不同小写字母表示不同施肥处理间差异显著（Ｐ＜０．０５） Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｍａｌｌ ｌｅｔｔｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｃｏｌｕｍｎ ｍｅａｎｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｍｏｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒ⁃
ｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ａｔ ０．０５ ｌｅｖｅｌ．
２３１ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
图 ２　 不同施肥处理油葵生长季土壤 Ｎ２Ｏ通量季节动态
Ｆｉｇ．２　 Ｓｅａｓｏｎａｌ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ｓｏｉｌ Ｎ２Ｏ ｆｌｕｘ ｉｎ ｏｉｌ ｓｕｎｆｌｏｗｅｒ ｇｒｏｗ⁃
ｉｎｇ ｓｅａｓｏｎ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．
者分别从种植前 （ ７ 月 ３ 日） 的 ７７􀆰 ４２ 和 ６１􀆰 ７
μｇ·ｍ－２·ｈ－１下降到收获前（１０ 月 ２４ 日）的 １０．７２
和 ９．６３ μｇ·ｍ－２·ｈ－１，初期和末期差异极显著．对照
（Ｎ０）Ｎ２Ｏ通量在整个生长季节都保持在较低的水
平， ７—１０ 月的月平均通量处于 ４． ５４ ～ １３􀆰 ２４
μｇ·ｍ－２·ｈ－１之间，显著低于施肥处理．对照的排放
高峰期为 ８ 月中旬—９ 月中旬，峰值达到 １７􀆰 ９１
μｇ·ｍ－２·ｈ－１，这可能与该时期相对较高的降雨量
有关．在油葵收获后（１１ 月 １２ 日）各处理的 Ｎ２Ｏ 通
量均较低，在 ４．７８ ～ １６．０５ μｇ·ｍ－２·ｈ－１，可能与气
候转冷，气温降至 ０ ℃以下（图 １），土壤出现霜冻，
微生物活性降低有关．
试验期内，各处理的 Ｎ２Ｏ平均通量大小为 Ｎ２４０⁃
ＯＭ１ ／ ２（ ３９． ６９ ±１０． ７ μｇ · ｍ
－２ · ｈ－１ ） ＞ Ｎ３００⁃ＯＭ
（３４􀆰 １６ ±９． ７２ μｇ·ｍ－２·ｈ－１） ＞ Ｎ３００（２７．７５ ±９􀆰 ５７
μｇ·ｍ－２·ｈ－１） ＞ Ｎ２４０（２６．３１ ±８．５２ μｇ·ｍ
－２·ｈ－１） ＞
Ｎ０（８．３５ ±１．５５ μｇ·ｍ
－２·ｈ－１），施肥处理分别是对
照的 ４．７５、４．０９、３．３２、３．１５ 倍．Ｎ３００⁃ＯＭ 与 Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２
之间、Ｎ３００与 Ｎ２４０之间土壤 Ｎ２Ｏ 通量均值差异均不
显著，但有机与无机肥配施处理显著高于单施化肥
处理．同时，对照 Ｎ２Ｏ 通量显著低于各施肥处理（图
３）．长期施肥会增加油葵生长季土壤 Ｎ２Ｏ 排放速
率，且在总施氮量相同的情况下有机肥与无机肥配
施处理比单施化肥处理 Ｎ２Ｏ 的排放速率更高；当施
肥方式一致时常规施氮量和优化施氮量之间并未有
显著差异，这说明在所设置的试验处理中是否添加
有机肥是引起 Ｎ２Ｏ排放速率变化的重要原因．
２􀆰 ３　 油葵田生长季土壤 Ｎ２Ｏ累积排放特征
通过线性内插法估算可得， Ｎ３００⁃ＯＭ、 Ｎ２４０⁃
ＯＭ１ ／ ２ 、Ｎ３００ 、Ｎ２４０ 、Ｎ０ ５种施肥处理下油葵生长季
图 ３　 不同施肥处理油葵生长季土壤 Ｎ２Ｏ平均通量
Ｆｉｇ．３　 Ｍｅａｎ ｓｏｉｌ Ｎ２Ｏ ｆｌｕｘ ｉｎ ｏｉｌ ｓｕｎｆｌｏｗｅｒ ｇｒｏｗｉｎｇ ｓｅａｓｏｎ ｕｎ⁃
ｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．
不同小写字母表示不同施肥处理间差异显著（ Ｐ ＜ ０． ０５） Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｓｍａｌｌ ｌｅｔｔｅｒｓ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｍｏｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ａｔ ０．０５ ｌｅｖｅｌ．
（７—１０ 月 ） 土壤 Ｎ２Ｏ 总累积排放量分别为
１０６３􀆰 ４６、１２４２．５１、８５５．９９、７９６．７２、２６６．２５ ｇ·ｈｍ－２ ．施
肥处理 Ｎ２Ｏ 累积排放量显著高于对照，Ｎ３００⁃ＯＭ、
Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２、Ｎ３００、Ｎ２４０处理分别是对照样地的 ３．９９、
４􀆰 ６７、３． ２２、 ２． ９９ 倍． Ｎ３００⁃ＯＭ、 Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２处理高于
Ｎ３００、Ｎ２４０处理，而 Ｎ３００⁃ＯＭ 与 Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２处理、Ｎ３００与
Ｎ２４０处理间差异均不显著（图 ４）．在总施氮量相同的
情况下，与单施化肥处理相比，长期有机与无机肥配
施处理会增加 Ｎ２Ｏ 累积排放量，其中 Ｎ３００⁃ＯＭ 处理
总累积释放量比 Ｎ３００处理增加 ２４．２％，Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２处
理比 Ｎ２４０处理增加 ５６．０％，可见添加有机肥会刺激
农田土壤 Ｎ２Ｏ 的产生与排放．当施肥方式相同时，
Ｎ３００ ⁃ＯＭ与Ｎ２４０ ⁃ＯＭ１ ／ ２ 、Ｎ３００与Ｎ２４０处理间Ｎ２ Ｏ总累
图 ４　 油葵生长季土壤 Ｎ２Ｏ累积排放量
Ｆｉｇ．４　 Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｏｆ ｓｏｉｌ Ｎ２Ｏ ｉｎ ｏｉｌ ｓｕｎｆｌｏｗｅｒ ｇｒｏｗ⁃
ｉｎｇ ｓｅａｓｏｎ．
不同大写字母表示各处理间差异显著（Ｐ＜０．０５），不同小写字母表示
同一处理不同月份间差异显著（Ｐ＜０．０５） Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃａｐｉｔａｌ ｌｅｔｔｅｒｓ ｉｎｄｉ⁃
ｃａｔｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｍｏｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ａｔ ０．０５ ｌｅｖｅｌ， ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｓｍａｌｌ ｌｅｔｔｅｒｓ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｍｏｎｇ ｍｏｎｔｈｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ
ｓａｍｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｔ ０．０５ ｌｅｖｅｌ．
３３１１期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 陈　 哲等： 不同施肥措施对黄河上游灌区油葵田土壤 Ｎ２Ｏ排放的影响　 　 　 　 　
积释放量差异不显著， 这表明施氮量为 ２４０
ｋｇ·ｈｍ－２时，除植物根系吸收部分氮素外，还有一部
分氮素被微生物脱氮所利用，优化施肥量并未对
Ｎ２Ｏ的产生构成氮素供应上的限制，因此减氮处理
下油葵田土壤 Ｎ２Ｏ 大量排放以及由此造成的氮素
损失问题依旧严峻．
Ｎ３００⁃ＯＭ和 Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２两种处理下 Ｎ２Ｏ 累积排
放量在不同月份间并未有显著差异，其中，Ｎ３００⁃ＯＭ
处理 ７—１０ 月各月累积排放量分别占总排放量的
２９．２％、２３．５％、２５．９％、２１．５％，Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２处理各月累
积排放量分别占总排放量的 ２７．３％、２３．１％、２６．２％、
２３．５％．Ｎ３００处理 ７月 Ｎ２Ｏ累积排放量显著高于其他
月份，８、９月间差异不显著，但显著高于 １０ 月，各月
所占比例依次为 ４１．３％、２５％、２０．２％、１３􀆰 ４％．Ｎ２４０处
理同样在 ７ 月具有最高的累积排放量，８ 月累积排
放量显著高于 ９ 月，而 ９ 月和 １０ 月差异不显著，各
月所占比例依次为 ４１．８％、２８．０％、１８􀆰 ２％、１２．０％．对
照 Ｎ２Ｏ累积排放量变化规律与其他施肥处理不同，
其排放主要发生在 ８ 月和 ９ 月，这两月的累积排放
量分别占总排放量的 ３３．２％和 ３５􀆰 ８％，而 ７ 月和 １０
月分别占 １８．４％和 １２．７％（图 ４）．
２􀆰 ４　 不同施肥措施下影响 Ｎ２Ｏ 排放的土壤因子及
其相关性
在整个生长季，各处理间土壤含水量无明显差
异，７月—１０ 月上旬均呈现相似的多峰变化规律
（图 ５）．这种多峰式的变化规律与当地不规律的降
水情况有关，同时 ７—１０ 月该地区温度高、蒸发量
大，因此短期暴雨和强烈的蒸散作用会使油葵田土
壤湿度呈明显的干湿交替变化特征．
生长季各处理油葵田表层 ５ ｃｍ 的土壤温度变
化规律一致，在 ７—８月初土壤温度缓慢稳定上升，８
月 ６日达到峰值（２５．６～２７．６ ℃）；８ 月中旬—９月底
土壤温度波动较大，整体呈下降趋势；１０ 月初土壤
温度缓慢降低（图 ５）．土壤温度的这种变化趋势与
当地气温和降水变化密切相关，其中 ８ 月初当地平
均气温达到一年的最大值，之后开始下降；同时 ８—
９月试验区出现过几次明显的强降雨（图 １），加之
该时期的强烈蒸发作用导致土壤含水量剧烈波动
（图 ５），这直接改变了土壤热容性，导致该时期表层
土壤温度不稳定；１０ 月初雨季基本结束，土壤含水
量相对稳定，此时土壤温度随大气温度逐日降低而
下降．
长期不同施肥措施下土壤铵态氮和硝态氮含量
季节变化特征不同．Ｎ３００⁃ＯＭ 和 Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２处理土壤
铵态氮含量变化呈明显的双峰特征，峰值分别出现
在 ７月 １６日（Ｎ３００⁃ＯＭ 为 ５．６３ ｍｇ·ｋｇ
－１，Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２
为 ４．３３ ｍｇ·ｋｇ－１）和 ９ 月 １０ 日（Ｎ３００⁃ＯＭ 为 ５􀆰 ５４
ｍｇ·ｋｇ－１，Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２为 ５．３８ ｍｇ·ｋｇ
－１），且第一次峰
图 ５　 油葵田土壤因子季节动态
Ｆｉｇ．５　 Ｓｅａｓｏｎａｌ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎ ｏｉｌ ｓｕｎｆｌｏｗｅｒ ｆｉｅｌｄ．
４３１ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
表 ３　 Ｎ２Ｏ通量与各影响因子的 Ｐｅａｒｓｏｎ相关系数
Ｔａｂｌｅ ３　 Ｐｅａｒｓｏｎ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｎ２Ｏ ｆｌｕｘ
ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｆａｃｔｏｒｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
土壤水分
Ｓｏｉｌ
ｗａｔｅｒ
土壤温度
Ｓｏｉｌ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ＮＨ４ ＋ ⁃Ｎ ＮＯ３ － ⁃Ｎ
Ｎ３００ ⁃ＯＭ ０．７６８∗∗ ０．６０９∗ ０．７８２∗∗ －０．１０７ｎｓ
Ｎ２４０ ⁃ＯＭ１ ／ ２ ０．７６６∗∗ ０．５４２ｎｓ ０．６４６∗ ０．２３６ｎｓ
Ｎ３００ ０．５９３∗ ０．５１２ｎｓ －０．４１４ｎｓ ０．３７０ｎｓ
Ｎ２４０ ０．６８８∗ ０．６６７∗ －０．４８９ｎｓ ０．４８７ｎｓ
Ｎ０ ０．５９５∗ ０．３６６ｎｓ ０．７０８∗∗ ０．３１８ｎｓ
ｎｓ： Ｐ＞０．０５； ∗Ｐ＜０．０５； ∗∗Ｐ＜０．０１． 下同 Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ．
值远高于此阶段 Ｎ３００、Ｎ２４０和对照．Ｎ３００、Ｎ２４０和对照土
壤铵态氮含量先上升后下降，峰值出现在 ９ 月 １０
日，此时与 Ｎ３００⁃ＯＭ和 Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２处理铵态氮含量差
异不显著（图 ５）．与铵态氮含量的双峰变化不同，
Ｎ３００⁃ＯＭ和 Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２处理土壤硝态氮含量变化特
征曲线为单峰，峰值分别为 ５．５５、５．３８ ｍｇ·ｋｇ－１，比
铵态氮第一次峰值出现时间晚（８月 ６日）．Ｎ３００、Ｎ２４０
和对照的土壤硝态氮含量整个季节变化较为平缓，
仅在 ７ 月底—８月底出现小幅的增加（图 ５）．可见，
前茬配施有机肥仍能持续为后茬油葵种植期内土壤
提供大量有效氮素，特别是铵态氮，这很可能与有机
肥中有机质氨化过程中铵的产生有关．
　 　 经相关性分析（表 ３）可知，不同施肥处理下油
葵田土壤 Ｎ２Ｏ通量与土壤含水量均呈显著正相关，
其中 Ｎ３００⁃ＯＭ 和 Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２处理达到极显著水平
（Ｐ＜０．０１）．Ｎ３００⁃ＯＭ和 Ｎ２４０处理 Ｎ２Ｏ 通量与 ５ ｃｍ 土
壤温度显著相关（Ｐ＜０．０５），但 Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２、Ｎ３００和对
照 Ｎ２Ｏ通量与 ５ ｃｍ 土壤温度无相关性（Ｐ＞０．０５）．
各处理 Ｎ２Ｏ通量与土壤硝态氮含量相关性均不显
著，而 Ｎ３００⁃ＯＭ、Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２和对照的 Ｎ２Ｏ 通量与土
壤铵态氮含量呈显著正相关，且 Ｎ３００⁃ＯＭ 和对照达
到极显著水平．可见与土壤温度相比，土壤水分是决
定油葵田 Ｎ２Ｏ排放的主要环境因素，同时有机肥持
续高效的供氮水平能够通过增加土壤铵态氮含量进
而为 Ｎ２Ｏ生产提供充足底物．由于所用化肥为铵态
氮肥，不含硝态氮，且有机肥中有机质需要通过氨化
和硝化联合作用才能生成一定量的硝态氮，因此试
验土壤中硝态氮含量和供应水平相对有限，故在添
加铵态氮肥或配施有机肥的过程中土壤铵态氮对
Ｎ２Ｏ产生的贡献要高于硝态氮．
　 　 农田 Ｎ２Ｏ排放受众多环境因素影响，为消除各
影响因子间的相互作用，在不考虑施肥处理影响的
前提下，对油葵田土壤 Ｎ２Ｏ 通量与土壤温度、土壤
水分、铵态氮含量、硝态氮含量进行偏相关分析（表
４）．结果表明，将土壤水分设为控制变量后 Ｎ２Ｏ 通
量与土壤温度无相关性，而将土壤温度设为控制变
量后 Ｎ２Ｏ通量与土壤水分表现出显著的正相关关
系（Ｒ＝ ０．４３４）．因此，偏相关分析结果同样显示土壤
水分是决定油葵生长阶段土壤 Ｎ２Ｏ 排放的主要环
境因素，而温度对其影响不大．排除土壤温度和土壤
水分的影响后 Ｎ２Ｏ通量均与土壤铵态氮、硝态氮含
量呈显著正相关，可见作为 Ｎ２Ｏ 底物来源的硝态氮
和铵态氮含量仍是影响 Ｎ２Ｏ 通量的主要因素，大量
施肥导致土壤矿质氮素累积是造成农田土壤 Ｎ２Ｏ
大量排放的直接原因．
表 ４　 Ｎ２Ｏ通量与各影响因子的偏相关分析
Ｔａｂｌｅ ４　 Ｐａｒｔｉａｌ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｎ２Ｏ ｆｌｕｘ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｆａｃｔｏｒｓ
控制变量
Ｃｏｎｔｒｏｌ ｖａｒｉａｂｌｅ
变量　 　
Ｖａｒｉａｂｌｅ　 　
土壤温度
Ｓｏｉｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
土壤水分
Ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ
ＮＨ４ ＋ ⁃Ｎ ＮＯ３ － ⁃Ｎ
土壤水分 Ｎ２Ｏ通量 Ｎ２Ｏ ｆｌｕｘ ０．２０８ ｎｓ ０．３３５∗∗ ０．４３７∗∗
Ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ 土壤温度 Ｓｏｉｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ －０．１３８ ｎｓ ０．３３４∗∗
ＮＨ４ ＋ ⁃Ｎ ０．２２２ ｎｓ
土壤温度 Ｎ２Ｏ通量 Ｎ２Ｏ ｆｌｕｘ ０．４０７∗∗ ０．４３４∗∗ ０．３３０∗∗
Ｓｏｉｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 土壤水分 Ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ０．２５３ｎｓ －０．０８０ｎｓ
ＮＨ４ ＋ ⁃Ｎ ０．２５７ｎｓ
３　 讨　 　 论
３􀆰 １　 不同施肥措施对旱田土壤 Ｎ２Ｏ 排放季节动态
的影响
单施无机肥处理下油葵田土壤 Ｎ２Ｏ 排放在生
长季初期具有较高的排放量，之后逐日减少；这与叶
欣等［１６］关于施肥后玉米和大豆苗期（７ 月初） Ｎ２Ｏ
大量排放的规律是一致的；Ｈｅ 等［１７］同样指出，施肥
后作物生长第 １ 个月内的 Ｎ２Ｏ 累积排放量占全年
总排放量的 ６０％以上．而有机肥与无机肥配施处理
整个生长季 Ｎ２Ｏ均维持在较高的排放水平．不同施
肥方式下 Ｎ２Ｏ 季节排放量的变化可能主要与土壤
５３１１期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 陈　 哲等： 不同施肥措施对黄河上游灌区油葵田土壤 Ｎ２Ｏ排放的影响　 　 　 　 　
氮素供应有关．土壤 Ｎ２Ｏ 主要通过微生物的硝化和
反硝化作用产生，而这些过程属酶促反应，反应速率
与底物浓度呈正相关，而大量施用化学氮肥将使土
壤 ＮＨ４
＋（或 ＮＯ３
－）含量迅速增加，为微生物硝化、反
硝化作用提供充足原料，进而导致土壤 Ｎ２Ｏ 排放激
增，特别是在植物生长初期，根系尚未发育成熟，氮
素利用率低，导致大量化肥氮素被微生物利用，形成
Ｎ２Ｏ排放峰．有机肥具有肥效缓长的特点，尽管前期
氮素供应能力不及单施化肥，但后期有机质的不断
矿化能减缓土壤有效氮素的消耗，为微生物脱氮提
供充足氮素．因此，前期化肥无机氮的过量供应及后
期所施有机肥的不断矿化，两者共同作用导致有机
肥与无机肥配施处理下整个生长季土壤 Ｎ２Ｏ 都具
有较高的排放速率．本研究中，对照组的 Ｎ２Ｏ排放主
要发生在 ８—９月，而该时期土壤水分、温度适中，有
利于氮矿化；加之前茬作物的残茬、秸秆、根系等有
机物腐解，均会增加土壤有效氮，对照组的这一结果
也证明高 Ｎ２Ｏ排放量与氮矿化量相关．如果能够根
据作物生长的需肥规律，按期追肥，将土壤有效氮供
应控制在合理的水平，提高不同生育期作物对土壤
氮素的吸收，减少微生物对多余氮素的利用，则可降
低土壤氮素由 Ｎ２Ｏ排放造成的气态损失．
３􀆰 ２　 不同施肥量和施肥措施对旱田土壤 Ｎ２Ｏ 排放
量的影响
氮肥施用是影响土壤 Ｎ２Ｏ 排放的重要因素，化
学氮肥作为农田土壤氮素最主要的来源，是导致农
田土壤成为大气 Ｎ２Ｏ 首要排放源的主要原因．本研
究中单施化肥处理 Ｎ３００和 Ｎ２４０在油葵生长季的 Ｎ２Ｏ
累积排放量分别为 ８５６ 和 ７９６．７２ ｇ·ｈｍ－２，分别是
对照排放量（２６６．２５ ｇ·ｈｍ－２）的 ３．２２ 和 ２．９９ 倍．其
他旱田生态系统的研究中也有类似结果：高氮肥
（３００ ｋｇ·ｈｍ－２）处理下华北旱田土壤 Ｎ２Ｏ 年累积
排放量比不施肥处理增加 ９０％［１８］；北方春玉米常规
施肥（１８０ ｋｇ·ｈｍ－２）比对照排放量增加 ４６７％［１９］；
南方油菜生长季常规施氮处理（２１０ ｋｇ·ｈｍ－２）土壤
Ｎ２Ｏ总排放量是对照组的 １． ９ ～ ２． ６ 倍，平均增加
１２７．２％［２０］；辽河平原地区玉米和春小麦田常规施肥
处理（１５０ ｋｇ·ｈｍ－２）Ｎ２Ｏ排放总量分别是不施肥的
３．８８ 和 １．１０ 倍［２１］；长江中下游小麦⁃水稻轮作体系
中在小麦生长季施肥处理下 Ｎ２Ｏ 排放量高达 ４．８４
ｋｇ·ｈｍ－２，比对照（２．４３ ｋｇ·ｈｍ－２）增加近一倍［２２］ ．
尽管大量研究表明 Ｎ２Ｏ 排放量随施肥量的增
加而增加［２３］，但本研究中优化施氮量和高施氮量之
间 Ｎ２Ｏ排放量差异不显著．这主要是由于我们监测
的是种植后茬作物的土壤，而氮肥添加在前茬作物
种植时一次完成，因此前茬作物收获后土壤中残余
的化肥氮含量有限（图 ５）．虽然在油葵生长季并未
添加化肥氮，但与对照相比，长期前茬施肥处理对后
茬土壤 Ｎ２Ｏ排放的确产生了显著影响（图 ３、图 ４），
可见大量施用化肥后农田土壤 Ｎ２Ｏ 排放的增加有
一定的持续性．而以往研究更多关注施肥后一段时
间内土壤 Ｎ２Ｏ 排放通量的变化，认为施肥后土壤
Ｎ２Ｏ排放出现峰值主要是因为短期内硝化、反硝化
底物迅速增加刺激了 Ｎ２Ｏ的产生．在类似冬小麦⁃油
葵这种复种农田生态系统中，我们往往会忽视前茬
施肥对后茬的影响，这就可能低估全年农田土壤
Ｎ２Ｏ累积排放量．
本研究中，有机肥与无机肥配施处理 Ｎ３００⁃ＯＭ、
Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２的 Ｎ２Ｏ 总累积排放量比等量氮素单施化
肥的 Ｎ３００、Ｎ２４０处理分别高 ２４．２％、５６．０％（图 ４）．可
见，同时施有机肥与无机肥可导致更多 Ｎ２Ｏ 的产
生，且含氮量相同的有机肥要比无机肥更能促进反
硝化作用［２４］ ．有机肥能增加土壤有机质含量，大部
分土壤微生物可从中同时获取碳源和氮源，而单施
化学氮肥尽管直接增加土壤无机氮含量，但碳源不
足限制了土壤微生物活动．Ｈｕａｎｇ 等［２５］通过模拟试
验发现，土壤 Ｎ２Ｏ排放与土壤残留物 Ｃ ／ Ｎ呈负相关
关系，增施化肥（尿素）后，土壤 Ｃ ／ Ｎ下降，Ｎ２Ｏ累积
排放量增加．关于稻⁃麦系统的类似研究表明，施用
“牛厩肥＋化肥”、“猪厩肥＋化肥”与单施化肥相比，
后茬麦田土壤 Ｎ２Ｏ 总累积排放量分别增加 ２９％和
１６％［２６］ ．关于红壤旱地的试验同样表明，化肥与有机
肥配合施用能显著增加土壤 Ｎ２Ｏ的排放［２７］ ．但翟振
等［２８］的研究结果显示，与单施化肥（２００ ｋｇ·ｈｍ－２）
相比，单施有机肥和有机肥与化肥配施使华北旱地
春玉米农田 Ｎ２Ｏ排放分别减少 ４５􀆰 ０％、１９􀆰 ５％．可能
因为有机质大量分解会消耗土壤中的 Ｏ２，从而抑制
硝化作用，减少硝化途径 Ｎ２Ｏ 的产生［２９］；同时，有
机肥还为反硝化细菌提供能量，促使 Ｎ２Ｏ 进一步还
原为 Ｎ２，进而减少 Ｎ２Ｏ排放量［３０］；还有报道认为有
机质分解过程会产生化感物质，能抑制土壤 Ｎ２Ｏ 产
生［３１］ ．有机肥前期氮素供应能力不及单施化肥，因
此等量氮素施用下短期试验中会出现单施有机肥或
有机肥和无机肥配施土壤 Ｎ２Ｏ 排放低于单施化肥
的结果，但长期施肥可能带来不同的生态效应，例如
长期（１９８９—２００２ 年）定位试验发现，单施无机氮
肥、单施有机肥、有机肥与无机氮肥配施 ３个处理间
６３１ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
华北典型潮土 Ｎ２Ｏ排放量差异不显著，但单施有机
肥、有机与无机肥配施处理能提高土壤氮素肥力，并
能获得较高的作物产量［３２］ ．因此，如果统筹考虑产量
与 Ｎ２Ｏ排放，长期施用有机肥能满足环境效益和经
济效益的双赢，是一种“稳产减排”的较佳施肥措施．
３􀆰 ３　 影响旱田土壤 Ｎ２Ｏ排放的主要因素
众多研究表明，在温度适宜的旱地土壤中，当土
壤水分处于饱和含水量以下时，Ｎ２Ｏ 排放通量与土
壤湿度呈正相关［３３］，Ｎ２Ｏ最强排放发生在土壤湿度
为田间持水量的 ９７％ ～ １００％或 ８４％ ～ ８６％ ＷＦＰＳ
（土壤体积含水量与总孔隙度的百分比） ［３４］ ．本研究
显示，当土壤水分含量为 ６．１％～４４．８％时，油葵田土
壤 Ｎ２Ｏ排放与土壤含水量呈显著正相关；偏相关分
析结果同样显示土壤水分含量是影响油葵田土壤
Ｎ２Ｏ排放的主要因素．土壤含水量主要通过影响土
壤通气状况、氧化还原条件等来影响 Ｎ２Ｏ 的产生与
排放．因为缺氧环境有利于反硝化过程 Ｎ２Ｏ的产生，
而好氧条件有利于硝化过程 Ｎ２Ｏ 的产生，所以当土
壤含水量适中时通气区域与厌氧区域共存，能同时
促进硝化作用和反硝化作用进行，导致 Ｎ２Ｏ 排放量
大幅增加，土壤干湿交替就是通过土壤水分的变化
促进 Ｎ２Ｏ的产生［３５］ ．在本研究中，试验监测期内出
现过多次强降雨（图 １），而且该时期蒸发量较高，导
致油葵生长季内土壤干湿交替现象明显（图 ５），这
也可能是各处理在 ８、９ 月具有较高 Ｎ２Ｏ 排放量的
重要原因之一．
土壤温度通过影响微生物代谢强度进而改变硝
化反硝化速率，一般情况下，土壤 Ｎ２Ｏ 产生随土壤
温度升高而增加［３６］ ．但本研究中，Ｎ２４０⁃ＯＭ１ ／ ２、Ｎ３００、
Ｎ０处理 Ｎ２Ｏ 通量与 ５ ｃｍ 土壤温度无相关性（Ｐ＞
０􀆰 ０５），且在偏相关分析中，在控制土壤水分的前提
下 Ｎ２Ｏ通量与土壤温度不相关．对于农田土壤，温度
只可部分解释 Ｎ２Ｏ 的昼夜变化和季节变化［１６］，特
别是当土壤中存在其他强烈影响 Ｎ２Ｏ 产生的因子
时温度的影响则会被掩盖［３７］ ．有研究发现，当土壤
水分含量为 ２０％（ＷＦＰＳ）时，土壤温度在 １０ ～ ３０ ℃
内 Ｎ２Ｏ排放量随温度升高而增加，但当水分含量为
６０％时， Ｎ２Ｏ 排放量随温度升高而先上升后下
降［３８］，表明在高含水量下水分对 Ｎ２Ｏ 排放的影响
大于土壤温度．杨兰芳等［３９］的研究则表明，当氮源
充足时，土壤 Ｎ２Ｏ排放受温度影响；当氮源不足时，
Ｎ２Ｏ排放则明显受氮源控制．本试验所在区域降水
极少，属干旱半干旱气候，２０１１ 年 ７—１０ 月总降雨
量不足 １７０ ｍｍ，加之该地区土壤氮相对贫乏，水分
和养分都强烈限制土壤 Ｎ２Ｏ 排放，故土壤温度对干
旱地区农田土壤 Ｎ２Ｏ排放的影响程度有限．
土壤中 ＮＨ４
＋ ⁃Ｎ和 ＮＯ３
－ ⁃Ｎ是硝化、反硝化作用
最直接的底物，因此土壤中 ＮＨ４
＋ ⁃Ｎ 和 ＮＯ３
－ ⁃Ｎ 含量
是限制 Ｎ２Ｏ产生的根本因素．已有研究表明，ＮＨ４
＋ ⁃
Ｎ和 ＮＯ３
－ ⁃Ｎ 含量越高，Ｎ 素被转化为 Ｎ２Ｏ 的概率
越大，Ｎ２Ｏ 排放量越多［４０
－４１］ ．本研究偏相关分析结
果显示，油葵田土壤 Ｎ２Ｏ通量与 ＮＨ４
＋ ⁃Ｎ 和 ＮＯ３
－ ⁃Ｎ
含量呈显著正相关（表 ４）．但考虑施肥效应时，却发
现所有处理 Ｎ２Ｏ 通量均与 ＮＯ３
－ ⁃Ｎ 含量无相关性
（表 ３），而有机肥与无机肥配施处理以及对照 Ｎ２Ｏ
通量与土壤 ＮＨ４
＋ ⁃Ｎ含量表现出显著的正相关关系．
可见，油葵田土壤 ＮＨ４
＋ ⁃Ｎ 对 Ｎ２Ｏ 产生的贡献大于
ＮＯ３
－ ⁃Ｎ，即硝化作用可能是油葵田土壤 Ｎ２Ｏ产生的
主要途径．但姚志生等［４２］研究发现，菜地生态系统
土壤 Ｎ２Ｏ 排放与 ＮＯ３
－ ⁃Ｎ 含量呈显著正相关
（ ｒ＝ ０．４３，Ｐ＜０．１），而与 ＮＨ４
＋ ⁃Ｎ 含量无直接相关关
系，这可能与菜地生态系统过量施用化肥导致硝酸
盐大量累积有关．除硝化、反硝化作用外，近年来关
于土壤氮素功能特性的一些研究指出，微生物厌氧
氨氧化作用及真菌异化硝酸盐还原也是土壤 Ｎ２Ｏ
产生的重要过程［４３］，且这两个过程均与 ＮＨ４
＋ ⁃Ｎ 密
切相关，因此未来关于旱田 Ｎ２Ｏ 排放的研究中土壤
ＮＨ４
＋ ⁃Ｎ值得重点关注，同时 Ｎ２Ｏ 不同产生途径对
排放的贡献有待深入研究．
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ｉｎｇ． Ｃｌｉｍａｔｉｃ Ｃｈａｎｇｅ， ２００５， ７２： ３２１－３３８
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ｓｉｏｎｓ ａｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｂｙ ａｍｅｎｄｍｅｎｔ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｒｅｓｉｄｕｅｓ ｗｉｔｈ
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（宗良纲）， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｎｃｏｒｐｏｒａ⁃
ｔｉｏｎ ｉｎ ｒｉｃｅ ｓｅａｓｏｎ ｏｎ Ｎ２Ｏ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｆｒｏｍ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｗｉｎ⁃
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［２８］　 Ｚｈａｉ Ｚ （翟　 振）， Ｗａｎｇ Ｌ⁃Ｇ （王立刚）， Ｌｉ Ｈ （李　
虎）， ｅｔ ａｌ． Ｎｉｔｒｏｕｓ ｏｘｉｄｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ａｎｄ ｎｅｔ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ
ｅｆｆｅｃｔ ｆｒｏｍ ｓｐｒｉｎｇ⁃ｍａｉｚｅ ｆｉｅｌｄ ａｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｂｙ ｃｏｍｂｉｎｅｄ
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８３１ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２６卷
ｔｅｍ ｉｎ Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ
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Ｃｈｉｎｅｓｅ）
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［３１］　 Ｈｕａｎｇ Ｙ⁃Ｚ （黄益宗）， Ｚｈａｎｇ Ｆ⁃Ｚ （张福珠）， Ｌｉｕ Ｓ⁃Ｑ
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Ｇｌｏｂａｌ Ｃｈａｎｇｅ Ｂｉｏｌｏｇｙ， ２００３， ９： ２０４－２１８
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ｓｉｏｎ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ （应用生态学
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ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｙｃｌｅｓ， ２００５， １９： １－１３
［３８］　 Ｗａｎｇ Ｇ⁃Ｌ （王改玲）， Ｃｈｅｎ Ｄ⁃Ｌ （陈德立）， Ｌｉ Ｙ （李
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＋ ⁃Ｎ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ⁃ｉｎｄｕｃｅｄ
Ｎ２Ｏ ｅｍｉｓｓｉｏｎ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｃｏ⁃Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ （中国
生态农业学报）， ２０１０， １８（１）： １－６ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［３９］　 Ｙａｎｇ Ｌ⁃Ｆ （杨兰芳）， Ｃａｉ Ｚ⁃Ｃ （蔡祖聪）． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｎ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｉｚｅ ｇｒｏｗｔｈ ｏｎ Ｎ２Ｏ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｆｒｏｍ ｓｏｉｌ．
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ （应用生态学报），
２００５， １６（１）： １００－１０４ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［４０］　 Ｇｕ Ｊ， Ｎｉｃｏｕｌｌａｕｄ Ｂ， Ｒｏｃｈｅｔｔｅ Ｐ， ｅｔ ａｌ． Ａ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｅｘ⁃
ｐｅｒｉｍｅｎｔ ｓｕｇｇｅｓｔｓ ｔｈａｔ ｓｏｉｌ ｔｅｘｔｕｒｅ ｉｓ ａ ｍａｊｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ
Ｎ２Ｏ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｆｒｏｍ ｔｉｌｅ⁃ｄｒａｉｎｅｄ ｗｉｎｔｅｒ ｗｈｅａｔ ｆｉｅｌｄｓ ｄｕｒ⁃
ｉｎｇ ｔｈｅ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｅｒｉｏｄ． Ｓｏｉｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓ⁃
ｔｒｙ， ２０１３， ６０： １３４－１４１
［４１］　 Ｌｉｕ Ｃ， Ｚｈｅｎｇ Ｘ， Ｚｈｏｕ Ｚ， ｅｔ ａｌ． Ｎｉｔｒｏｕｓ ｏｘｉｄｅ ａｎｄ ｎｉｔｒｉｃ
ｏｘｉｄｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｆｒｏｍ ａｎ ｉｒｒｉｇａｔｅｄ ｃｏｔｔｏｎ ｆｉｅｌｄ ｉｎ Ｎｏｒｔｈｅｒｎ
Ｃｈｉｎａ． Ｐｌａｎｔ ａｎｄ Ｓｏｉｌ， ２０１０， ３３２： １２３－１３４
［４２］　 Ｙａｏ Ｚ⁃Ｓ （姚志生）， Ｚｈｅｎｇ Ｘ⁃Ｈ （郑循华）， Ｚｈｏｕ Ｚ⁃Ｘ
（周再兴）， ｅｔ ａｌ． Ｎｉｔｒｏｕｓ ｏｘｉｄｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｆｒｏｍ ｗｉｎｔｅｒ
ｗｈｅａｔ ａｎｄ ｖｅｇｅｔａｂｌｅ ｆｉｅｌｄｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｔａｉｈｕ Ｒｅｇｉｏｎ： Ａ ｃｏｍ⁃
ｐａｒｉｓｏｎ ｃａｓｅ ｓｔｕｄｙ． Ｃｌｉｍａｔｉｃ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ
（气候与环境研究）， ２００６， １１（６）： ６９１－７０１ （ｉｎ Ｃｈｉ⁃
ｎｅｓｅ）
［４３］　 Ｎａｎｎｉｐｉｅｒｉ Ｐ， Ｅｌｄｏｒ Ｐ． Ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｉｌ Ｎ ａｎｄ ｉｔｓ ｂｉｏｔｉｃ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ． Ｓｏｉｌ
Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ２００９， ４１： ２３５７－２３６９
作者简介　 陈　 哲，男，１９８７ 年生，博士研究生．主要从事土
壤生态学研究． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｃｈｅｎ－－ｚｈｅ＠ ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ
责任编辑　 张凤丽
９３１１期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 陈　 哲等： 不同施肥措施对黄河上游灌区油葵田土壤 Ｎ２Ｏ排放的影响