不同灌溉方式对设施菜地N2O排放的影响及其年际差异.pdf

摘 要： 通过田 间 原 位 试验 ，利 用自 动 静 态 箱 -气相色 谱 法 对 设 施 黄 瓜 季 土壤 N 2 O排放 进行 了 连 续 两 年 的 观 测 ，探 讨 了 不同 灌溉 方 式 （传统 漫 灌 和 滴 灌 ）对 N 2 O 排放 的影响 及其 年 际 差异 ，以 期为 设 施 菜 地 N 2 O减排提 供 数 据 支 撑 和理 论 基 础 。试验 设 置 3个 处理 ， 分 别 为对 照 处理 （ CK）、 漫 灌 施肥 处理 （ FP）、 滴 灌 施肥 处理 （ FPD）。 CK处理不 施 氮 肥 ， FP、 FPD处理 氮 肥施 用量 为 有机 肥 500kgN· hm -2 、 化 肥 700kgN· hm -2 ， 其 中 化 肥 根 据 作 物 养 分 需 求 多 次施 入 。研究结果表明： 设 施 菜 地 N 2 O排放 峰 主要 集 中于 施肥 和 灌溉 后 ，基 肥 持续 7d左右 ，追 肥 N 2 O排放 峰 持续 35d。土壤 温 度 、水分和 气 温 等 因 子 都 能 显著影响 N 2 O排放 通 量 的 变 化 ，但 不同 年 际之 间 对 N 2 O排放 的影响不同 ， 2015年 N 2 O排放 通 量 的 变 化主要受 土壤 温 度 和 气 温 影响 ，而 2016年主要受 土壤 湿 度 和 温 度 影响 ； 改变 灌溉 方 式 ，对 土壤 温 湿 度变 化 没 有 产 生显著的影响 ；相 同 氮 肥施 用量 下 ，滴 灌 相 比 常 规 漫 灌 在 提 高 作 物产量 的同时， 能减 少 N 2 O排放 总 量 29.4%35.1%，并 且 没 有 显著 年 际 差异； 滴 灌 相 比 常 规 漫 灌 能减 少 N 2 O排放 强 度 （ 即单位 经 济 产量 N 2 O排放 量 ） 34.5%37.5%、排放 系 数 47.2%47.7%， 两 年 的 观 测 没 有 显著的 年 际 差异 。 可见 ， 滴 灌 相 比 漫 灌 在 提 高 蔬 菜 产量 的同时 ，能 显著 减 少 N 2 O排放 ， 而 且 年 际之 间 没 有 显著 差异 ， 是 设 施 菜 地 值 得 推 荐 的 一 种 减排 技 术 ，并 可 为 N 2 O 长期 减排 效 果的 估 算 提 供参 考 。 关键词： 漫 灌 ；滴 灌 ；设 施 蔬 菜 ； N 2 O；年 际 变 化 中图分类号 ： X511 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1672-2043（ 2018） 04-0825-08 doi:10.11654/jaes.2017-1485 EffectofirrigationpatternonsoilN 2 Oemissionsandinterannualvariabilityingreenhousevegetablefields XIEHai-kuan 1 ,LIGui-chun 2 ,XUChi 1 ,DINGWu-han 1 ,JIANGYu-qian 1 ,WANGLi-gang 1 ,LIHu 1* （ 1.InstituteofAgriculturalResourcesandRegionalPlanning,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,MinistryofAgricultureKeyLabora- toryofAgriculturalNon-pointSourcePollutionControl,ChinaJointResearchLaboratoryforSustainableAgro-ecosystemResearchbetween ChineseAcademyofAgriculturalSciencesandUniversityofNewHampshire（ CAAS-UNH） ,Beijing100081,China;2.InstituteofEnvironment andSustainableDevelopmentinAgriculture,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100081,China） Abstract： Greenhousevegetable（ GV） fieldsareoneofthemostimportantsourcesofN 2 Oemissions,anddripirrigationhasattractedin- creasingattentionasaneffectivestrategyforreducingsuchemissions.Inthepresentstudy,weperformedatwo-yearexperimentinaGV field,whichincludedtwocucumberseasons,andusedthestaticopaquechambermethodtoquantifyN 2 Oemissions.Wealsodiscussedthe influencesofdifferentirrigationmethods（ traditionalfloodirrigationanddripirrigation） onN 2 Oemissionsanditsinterannualvariation, inordertoprovidedatasupportandtheoreticalbasisformitigatingN 2 OemissionsinGVfields.Ourstudyinvolvedthreeirrigationtreat- ments,includingcontrol（ CK） ,floodirrigation（ FP） ,anddripirrigation（ FPD） .TherewasnoNfertilizerinputfortheCKtreatment,whereas theorganicandsyntheticNinputsrateswere500and700kgN· hm -2 ,respectively,forboththeFPandFPDtreatments,andmultiplesyn- theticNapplicationswereappliedaccordingtothenutrientdemandsofthecrops.TheN 2 OemissionpeaksoftheGVfieldswereinducedby bothfertilizationandirrigation,andtheyusuallylastedfor7dafterbasalfertilizerapplicationbutonly35daftertopdressingevents.Soil 收稿日期 ：2017-10-09 录用日期 ：2018-01-18 作者简介 ：谢 海 宽 （ 1991）， 男 ， 硕 士 研究生， 主要从事农 田生 态 系统 碳 氮 循 环 研究 。 E-mail： xie13673671962163.com *通信作者 ：李 虎 E-mail： lihu0728sina.com 基金项目 ：国家自然科学基金项目 （ 41671303 ） ；北 京 市 自然科学基金项目 （ 6162024 ） ；中 央 级 公 益 性 科 研 院 所 基 本 科 研 业 务费 （ 1610132016042 ） Projectsupported： TheNationalNaturalScienceFoundationofChina （ 41671303） ； TheNaturalScienceFoundationofBeijing ， China （ 6162024 ） ； TheFunda- mentalResearchFundsforCentralNon-profitScientificInstitution （ 1610132016042 ） 2018， 37（ 4） :825-832 2018年 4月 农业环境科学学报 J0urnal0fAgr0-Envir0nmentScience 谢 海 宽 ， 李 贵 春 ， 徐 驰 ， 等 .不同 灌溉 方 式 对 设 施 菜 地 N 2O排放 的影响 及其 年 际 差异 J.农业环境科学学报 ,2018,37（ 4） :825-832. XIEHai-kuan,LIGui-chun,XUChi,etal.EffectofirrigationpatternonsoilN 2 OemissionsandinterannualvariabilityingreenhousevegetablefieldsJ. JournalofAgro -EnvironmentScience ,2018,37（ 4） :825-832. 不同 灌溉 方 式 对 设 施 菜 地 N 2 O排 放 的影响 及 其 年 际 差 异 谢 海宽 1 ，李 贵 春 2 ， 徐 驰 1 ， 丁武汉 1 ， 江 雨 倩 1 ，王立 刚 1 ，李 虎 1* （ 1.中 国农业科学院农业资源 与 农业 区 划 研究 所 ，农业部面源污 染 控制重 点 实 验 室 ，中 国农业科学院 -美国新 罕 布 什 尔 大 学可 持续 农业 生 态 系统研究 联 合 实 验 室 ， 北 京 100081； 2.中 国农业科学院农业环境 与 可 持续 发 展 研究 所 ， 北 京 100081） 农业环境科学学报 第 37卷第 4期 temperature,moisture,andairtemperaturesignificantlyaffectedN 2 Oemissionflux,butthedominantfactorsweredifferentin2015and 2016;N 2 Oemissionfluxwasmainlyaffectedbysoilandairtemperaturein2015butwasmainlyaffectedbysoilmoistureandtemperaturein 2016.TherewerenosignificantdifferencesinthesoiltemperatureormoistureoftheFPorFPDtreatments.ComparedtoFP,FPDincreased cropyieldalsoreducedthetotalN 2 Oemissionsby29.4%35.1%onanequivalentNapplicationrate.ComparedwithFP,FPDreducedN 2 O emissionintensity（ N 2 Oemissionperunitofeconomicyield） by34.5%37.5%,andtheemissionfactor47.2%47.7%intwoyears.Com- paredtoFP,FPDcansignificantlyreduceN 2 Oemissionswhilealsoincreasingvegetableyield,anditsmitigationefficiencywasnosignifi- cantlyinterannualvariationbetween2015and2016.Therefore,FPDcouldbeaneffectiveN 2 OmitigationstrategyinGVfieldsandcould providereferenceforestimatingtheeffectsofN 2 Oemissiononalong-termscale. Keywords： floodirrigation;dripirrigation;greenhousevegetable;N 2 O;interannualvariability 近 年 来 ，我 国 蔬 菜 种植 面 积 呈 现持续 增 加 的 趋 势 。 截 至 2015年 ，我 国 蔬 菜 种植 面 积 占全 国农 作 物 总播 种 面 积 比例 ， 已 经 从 1995年 的 6.35%增长 到了 13.22% 1 。 其 中 设 施 菜 地 面 积 占 蔬 菜 种植 面 积 的 18% 2 。 设 施 蔬 菜 种植系统不同于大田作 物 系统 ，不 仅 有 独 特的 土壤 环境 ，而 且 具 有 施肥 量 大、 灌溉频 繁 、复种指数 高等 特 点 。 而 大 量 氮 肥 投 入 引起 的 N 2 O排放 等 全 球 气 候 变 化 问题 已 经 引起 了 广 泛 关 注 。 有 研究表明， 农业 生 产 N 2 O排放 量 占全 球 排放 总 量 的 20%30% 3 ， 其 中 约 20%来 源 于 蔬 菜 种植系统 4 。 随 着 社 会 的 发 展 和 人 们 生 活 水 平 的 提 高 ， 设 施 蔬 菜 种植 面 积 在 未 来 几 年 中 仍 将 呈 现 增 加 的 趋 势 2 。 因此 研究 设 施 菜 地 N 2 O排放 对 于 农业 减排有 重要 意义 。同时 ，由 于 我 国 水 资源 供 需 矛盾 突 出 ，而 传统 灌溉 模 式 （大水 漫 灌 ）不 仅 具 有耗 水 量 大、水 肥 利 用 效 率低 、作 物产量 与 品 质 低等 缺 点 5 ， 而 且 增 加了 土壤 N 2 O的 排放 6 。 近 年 来 ， 滴 灌 施肥 作 为 设 施 菜 地 一 种 有 效 的 节 水 节肥 措 施 受到了 广 泛 的 推 广 和 关 注 。 滴 灌 施肥 技 术 是 将肥料 溶 解 于 灌溉 水 ， 通过 管 道 将肥 水 溶 液 输 送 到 作 物 根 部 附 近 土壤 ，使 作 物 根 系的 土壤 保 持 适 宜 的水 肥 和 营 养 以 供 作 物 吸收 利 用 ，具 有 节 水、 节肥 、提 高产量 的特 点 7 。 滴 灌 施肥 技 术 与 常 规 漫 灌 技 术 相 比 ，不 仅 可 以提 高 作 物产量 10% 20%、 节 水 50%80%、 提 高 水 肥 利 用 效 率 30%左 右 8-10 ； 而 且 可 以 降低 N 2 O累积排放 量 30%40% 11-12 。 虽 然 近 些 年 来 关 于 滴 灌 施肥 技 术 对 设 施 菜 地 N 2 O排 放 特 征 影响的研究 逐渐 增 多 ，然 而 ，滴 灌 施肥 由 于 其 管 理的复 杂 性， 如 灌溉 时 间 长 、 频 率高 、水 肥 交 互作 用 较 强 ，对 N 2 O 的 减排 作 用 仍 存 在 较 大不 确 定 性 。 有 研 究表明 灌溉 方 式 的不同， 会 引起土壤 湿 度 间 存 在 差 异 。 而 在 土壤 温 度适 宜 的情 况 下 ， 土壤 湿 度会成 为影 响 N 2 O排放 的 主要 因 素 ， 从 而 造成 不同 灌溉 方 式 下 N 2 O排放 的 差异 13 。 这 是 由 于 土壤 水分不 仅 影响 微 生 物 活 性， 也 影响 N 2 O在 土壤 中的 运 输 及 向 大 气 的 扩 散 14 。 也 有 研究表明， 滴 灌 由 于 灌溉频 率 较 传统 漫 灌 更 高 ，通 常 会 形 成有利 于 反 硝 化 作 用 发 生的 厌 氧 环 境 ，反 而 增 加了 N 2 O排放 15 。 尤 其 是 在 高 温 高 湿 受人 为 干 扰 强 烈 的 设 施 菜 地系统 ，势 必 会 对 O 2 供 应 及 氮 素 的 迁 移 转 化产 生 重要 的影响 ，从 而 影响 N 2 O的 产 生和 排放 过程。 因此 ， 探 讨 设 施 菜 地不同 灌溉 方 式 对 N 2 O排放 的影响 因 素 ，尤 其 是 滴 灌 技 术 对 N 2 O排 放 的影响的长期 年 际 效 应 ，将 会 为 N 2 O排放提 供 科 学 的数 据 支 撑 ，对于 制 定 合 适 的 农 田 温 室气 体 减排 措 施 有 重要 意义 。 本 研究 拟 通过对 京 郊 典 型 设 施 蔬 菜 黄 瓜 在不同 年 份 间 的 N 2 O排放 特 征 进行分析 ，以 探 讨 漫 灌 和 滴 灌 施肥 措 施 下 设 施 菜 地 N 2 O排放 特 征 及其 年 际 差异 ，分析 其 主要 因 素 ，以 明 确 N 2 O排 放 的长期 变 化 特 征 。 1 材料与方法 1.1供试材料 试验地 点 位 于 北 京 市 房 山 区 窦店 镇 芦 村 芦 西 园 ， 地处 东 经 116° 01'、 北 纬 39° 38'， 属 于 暖 温 带 半 湿润 半 干 旱 季 风 性 气 候 ， 四 季 分明 ，年 平 均 气 温 11.9 ， 年 平 均 降 水 量 583mm， 年 相 对 湿 度 为 61%，全 年 平 均 日 照 时数 2554h。 日 光 温 室 为 普 通的 半 拱 圆 形 塑 料 大 棚 ，长 155m、宽 6m。大 棚 塑 料膜 无 色 透 明 ， 其 顶 部 和 底 部 分 别设 有 通 风 口 。 温 室 塑 料膜 上 盖 有 棉 被 ， 以 保 持 严 寒 季 节 夜 间 的 温 度 ，雨 雪 天 气 时 封 闭 通 风 口 防止 雨 水进 入 。 蔬 菜 定 植后 覆盖 黑 色 地 膜 以 保 持 水分 、 提 高 地 温 、防止 杂 草 。 供 试 土壤 为 褐 土 ，质 地为 粉 质 壤 土 ，土壤 表 层 （ 020cm） 基 本 理 化 性 质 见 表 1。 1.2试验 设 计 本 试验 观 测 时 间 为 2015年 2 6月 、 2016年 3 7月 ，种植作 物 为 黄 瓜 。试验 设 置 3个 处理，分 别 为 ： 对 照 处理 （ CK）， 漫 灌 施肥 处理 （ FP）， 滴 灌 施肥 处理 （ FPD）。 本 研究 主要 关 注 在 相 同 施 氮 量 条件下 ，漫 灌 施肥 和 滴 灌 施肥 N 2 O排放 的 差异 ，因此 没 有 设 置 滴 灌 不 施肥 处理。 每 个 处理 设 置 3次 重 复 ，共 9个 试验 小 826 第 32卷第 1期 2018年 4月 表 1 土壤 剖 面 基 本 理 化 性 质 Table1Soilphysicalandchemicalpropertiesforsoilprofile 土壤 有机质 /% pH 全 氮 /% 全 磷 /% 全 钾 /% 碱 解 氮 /mg· kg -1 速 效 钾 /mg· kg -1 有 效 磷 /mg· kg -1 褐 土 5.5 7.57 0.32 0.16 2.69 145.56 782.84 105.04 表 32015年 黄 瓜季 和 2016年 黄 瓜季详 细 的 灌溉施肥 管 理 表 Table3Waterandfertilizermanagementpracticesduringthe2015 2016growthperiods 区 ， 每 个小区由隔 离 带隔开 ， 小区 面 积 为 6m× 8m=48 m 2 。不同 年 份 各 处理 施肥 量 和 灌溉 水 量 如 表 2所 示 。 有机 肥 为 牛 粪 （ 含 水 量 41.59%）， 氮 肥 为 尿 素 （ 含 氮 量 46.4%）， 磷 肥 为过 磷 酸 钙 （ P 2 O 5 12%）， 钾 肥 为 硫 酸 钾 （ K 2 O33%）。 有机 肥 和过 磷 酸 钙 均做 底 肥 于 定 植前 一 次 性 施 入 ，硫 酸 钾 和 尿 素 分 基 肥 和 追 肥 在不同时期 施 用 于 各 小区 内 。 基 肥 撒 施 后 翻 耕 入 土 ，作 物 定 植后 漫 灌 ；追 肥 时 CK处理和 FP处理 灌溉 方 式 为 漫 灌 ，肥料 溶 于水后 随 水 施 入 ， 而 FPD处理 采 用 滴 灌 方 式 进行 灌溉 ，整 个 生长 季 滴 灌 水 量 是 漫 灌 水 量 的 75%（ 基 肥 时统 一 为 漫 灌灌溉 ，各 小区 灌溉 量 相 同）， 化 肥 氮 和 钾 基 肥 与 追 肥 比例 为 3: 7。 供 试 黄 瓜 品 种为 金 胚 98， 2015 年 黄 瓜 季 于 2015年 2月 6日 定 植， 6月 26日 拉 秧 ； 2016年 黄 瓜 季 于 2016年 3月 9日 定 植， 7月 8日 拉 秧 。 2015年 和 2016年 黄 瓜 整 个 生长 季 基 肥 和 追 肥 详 细 的 施肥 灌溉 管 理 措 施 如 表 3所 示 。 1.3取样 和测定方法 采 用自 动 静 态 箱 -气相色 谱 法 进行 N 2 O气 体的 采 集 。 采 样 箱箱 体 由 不 锈钢 材 料 制 成 ， 箱 体外 用 30 mm厚 的 塑 料 泡 沫 板 包 裹 保温 ，根 据设 施 蔬 菜 的 株 行 距 ， 顶 箱箱 体 设 计 为 70cm× 80cm× 60cm的长 方 体， 从 而最 大 限 度 保证 取 样 气 体的 代 表性。当植 株 生长 超 过 60cm时，增 加 中 段 箱 （ 70cm× 80cm× 60cm） 以 保 证 植 株 的 正 常 生长和 取 样 的 顺 利 进行。 底 座 （ 70cm× 80cm× 25cm） 由 不 锈钢 制 成 ，于 定 植时 埋 入 地下。 采 样 时， 将 箱 体 置 于 底 座 上 ，用 水 密封 ，确 保密封 性 良 好 ；打 开 电 源 开 关 ，自 动 抽 取 箱 内气 体于 气 袋 中 ， 每 隔 6min取 样 一 次 ，共 取 样 5次 。通过 箱 体 上 的显 示 屏 同 时 读 取 箱 体 内 温 度以 及 5cm土壤 温 度 。 每次 取 样 时 间 为 早 上 8： 00 10： 00， 施肥 和 灌 水后 逐 日 观 测一 周 ，基 肥 延 长 观 测 时 间 ，直 至各 处理与不 施 氮 处理的 N 2 O排放 量无差异 为 止 ， 其 余 时 间每 周 采 样 12次 。 气 袋 中的 样 品 用 改 进的 Agilent7890A气相色 谱 仪 分 析 N 2 O浓 度 。 各 处理 15cm土壤 体 积 含 水 量用 TRIME-PICO64测定 。 1.4数据分析 根 据 气 体 浓 度 随 时 间 的 变 化速率 计 算 气 体 排放 通 量 。 气 体通 量 （ F） 计 算 公 式 为： F=· H· dc dt · 273 273+T · P P 0 种植 季 处理 基 肥 、 灌 水 量 （ 日 期： 施 氮 量 、 灌 水 量 ） / kg· N· hm -2 、 mm 灌 水 方 式 追 肥 、 灌 水 量 （ 日 期： 施 氮 量 、 灌 水 量 ） / kg· N· hm -2 、 mm 灌 水 方 式 2015年 黄 瓜 季 CK 2/6： 0、 77.48 漫 灌 3/14： 0、 45.95； 3/29： 0、 71.34； 4/14： 0、 64.62； 5/11： 0、 52.76； 5/25： 0、 44.64； 6/8： 0、 42.82 漫 灌 FP 2/6： 210、 77.48 漫 灌 3/14： 70、 45.95； 3/29： 70、 71.34； 4/14： 70、 64.62； 5/11： 70、 52.76； 5/25： 70、 44.64； 6/8： 140、 42.82 漫 灌 FPD 2/6： 210、 77.48 漫 灌 3/14： 70、 34.4； 3/29： 70、 53.52； 4/14： 70、 48.47； 5/11： 70、 39.58； 5/25： 70、 33.48； 6/8： 140、 32.12 滴 灌 2016年 黄 瓜 季 CK 3/9： 0、 87.17 漫 灌 4/15： 0、 59.22； 4/24： 70、 42.34； 5/9： 70、 47.81； 5/20： 70、 85.31； 6/2： 70、 59.53； 6/8： 140、 36.56 漫 灌 FP 3/9： 210、 87.17 漫 灌 4/15： 70、 59.22； 4/24： 70、 42.34； 5/9： 70、 47.81； 5/20： 70、 85.31； 6/2： 70、 59.53； 6/8： 140、 36.56 漫 灌 FPD 3/9： 210、 87.17 漫 灌 4/15： 70、 44.38； 4/24： 70、 31.72； 5/9： 70、 35.78； 5/20： 70、 64.06； 6/2： 70、 44.69； 6/8： 140、 27.5 滴 灌 种植 季 处理 有机 肥 / kgN· hm -2 总 灌溉 量 / mm 2015年 黄 瓜 季 CK 0 0 120 200 399 FP 500 700 120 200 399 FPD 500 700 120 200 319 2016年 黄 瓜 季 CK 0 0 120 200 418 FP 500 700 120 200 418 FPD 500 700 120 200 335 化 肥 /kg· hm -2 N P 2 O 5 K 2 O 表 2 各 处理 施肥 量 和 灌溉 量 Table2Totalfertilizerandirrigationamountindifferenttreatments 谢 海 宽 ， 等 ： 不同 灌溉 方 式 对 设 施 菜 地 N 2 O排放 的影响 及其 年 际 差异 827 农业环境科学学报 第 37卷第 4期 式 中 ： F为 N 2 O的 排放 通 量 ， 正 值 表 示 土壤 向 大 气排 放 ， 负 值 表 示 吸收 ， mgN 2 O-N· m -2 · h -1 ； 为 标准状 态 下 气 体的 密 度 ， g· L -1 ； H为 采 样 箱 气室 高 度 ， m； T为 采 样 箱 内气 温 ， ； dc/dt为 采 样 箱 内 N 2 O气 体 浓 度 随 时 间 变 化 的 速率 ， L· L -1 · h -1 ； P为 采 样 时 气 压 ， mmHg； P 0 为 标准 大 气 压 ， mmHg； P/P 0 1。 利 用 内 插 法计 算 相 邻 两 次 监 测 之 间 未 监 测 日 期 的 排放 量 ，然 后 将每天 的 交 换 通 量 累 加可 得 到年 度气 体 排放 的 总 量 。 N 2 O排放 强 度 指 形 成 单位 经 济 产量 N 2 O排放 量 ， 即 N 2 O排放 总 量 与 相应 处理作 物产量 的 比 值 。 N 2 O排放 系数指 施肥 处理 N 2 O排放 总 量 与对 照 处理 N 2 O排放 总 量 之 差 占 肥料 投 入 量 的 比 值 。 采 用 Excel2013和 SAS9.3统 计软 件对 实 验数 据 进行 计 算 、 制 图 和统 计 分析 。 2 结 果 与分析 2.1不同 灌溉 方 式 对 产 量 和环境 条件 的影响 从 不同 灌溉 方 式 下作 物产量 （ 图 1） 来 看 ， 2015年 FP处理 产量 为 100.2t· hm -2 ， FPD处理 产量 增 加了 14.6%， 达 到了 114.9t· hm -2 。 2016年 结果 也 相似 ， FP 处理 产量 为 119.5t· hm -2 ， FPD处理 产量 增 加了 2%， 达 到了 121.8t· hm -2 。 从 各 处理 土壤 孔 隙 含 水 量 （ WF- PS） 变 化 特 征 （ 图 2） 来 看 ， CK、 FP、 FPD处理 2015年 土 壤 WFPS范围 分 别 为 56.0%77.5%、 56.5%80.7%、 58.0%78.8%； 2016年 范围 分 别 为 57.1%81.3%、 57.8%82.4%、 56.4%80.4%。 从 土壤 5cm温 度 （ 图 3） 来 看 ， 各 处理 土壤 温 度 均 表 现 为 相似 的 变 化 特 征 ， CK、 FP、 FPD处理 2015年 土壤 5cm温 度范围 分 别 为 9.127.1、 8.627.0、 9.126.3 ； 2016年 范围 分 别 为 15.426.3、 15.428.3、 16.225.4 。 FP与 FPD处理 之 间 土壤 WFPS、 5cm温 度 没 有 显著 差异 ， 说 明与 漫 灌 相 比 ， 滴 灌 并 没 有 显著 改变 土壤 WFPS和 土壤 5cm 温 度 。 而 土壤 5cm温 度 在 2015年 和 2016年 间 存 在 极 显著的 年 际 差异 （ P0.01 ）， 这 主要 由 棚 内气 温 年 际 变 化 造成 ， 2015年 棚 内气 温 变 化 范围 为 14.037.8 ， 2016年 棚 内气 温 变 化 范围 为 22.535.8 ， 比 2015年 明显增 加 。 2.2 不同 灌溉 方 式 对 N 2 O排 放 通 量 的影响 及 影响 因 素 从 N 2 O排放 通 量 （ 图 4） 来 看 ， 2015年 和 2016年 黄 瓜 季 的 整 个 监 测 周 期 内 ， N 2 O排放 通 量 表 现 出相似 的 变 化 趋 势 ： 灌溉 、灌溉 施肥 后 各 处理 都 会出 现 N 2 O 排放 峰 ，施 入 基 肥 后 ，峰 值持续 7d左右 ，追 肥 后 峰 值 一 般 持续 35d，并 且 基 肥 期 N 2 O 排放 峰 高 于 追 肥 期 。 各 处理 N 2 O排放 通 量 平 均 值 的 次 序 为 FPFPDCK ， 其 中 CK处理 N 2 O排放 通 量 一 直 保 持 着 较 低 水 平 ， 2015年 为 0.044.40mgN· m -2 · h -1 ， 2016年 为 0.16 4.02mgN· m -2 · h -1 。 CK、 FP、 FPD处理在 灌溉 、灌溉 施 肥 事 件后， 均 出 现 明显的 N 2 O排放 峰 ，说 明 施肥 和 灌 图 2各 处理 土壤 孔 隙 含 水 量 （ WFPS） 变 化 Figure2Dynamicchangesofsoilwater-filledporespaceforeachtreatment 90 80 70 60 50 40 日 期 CK FP FPD 图 1 各 处理 产 量 变 化 Figure1Dynamicchangesofyieldforeachtreatment 150 100 50 0 处理 CK FP FPD 2015年 2016年 c c bc a ab a 不同 字母 表明在 P0.05 水 平 下 存 在显著 差异 。下同 Differentlettersindicatesignificantdifferentat0.05level.Thesamebelow 828 第 32卷第 1期 2018年 4月 表 4 土壤 N 2 O排 放 通 量 与 土壤 WFPS、土 温 和 气 温 的 相 关分析 （ r） Table4PearsoncorrelationcoefficientsofN 2 Ofluxeswithsoil moisture， soiltemperatureandairtemperatureindifferent managementtreatments（ r） 注 ： *和 *分 别 表 示 在 0.05和 0.01水 平 下 差异 显著 。 Note： *and*indicatesignificantdifferenceat0.05and0.01level， re- spectively. 溉 方 式 会 影响 N 2 O的 排放 通 量 。不同 灌溉 方 式 下 土 壤 N 2 O排放 通 量差异 明显 ，与 FP处理 相 比 ， 2015年 FPD处理 N 2 O平 均 排放 通 量 减 少 26.3%， 2016年 减 少 27.5%。 从环境 因 子 与 N 2 O排放 通 量 的 关 系 来 看 （表 4）， 2015年 各 处理 土壤 WFPS与 N 2 O排放 通 量 间 均没 有 显著 相 关关 系 ； 2016年 FP处理 土壤 WFPS与 N 2 O排放 通 量 达 到了 极 显著 相 关 （ P0.01 ）。 2015年 FPD处理 土壤 5cm温 度 与 N 2 O排放 通 量 没 有 显著 相 关关 系， 而 其 他 处理 两 年 的研究 均 表明 5cm温 度 与 N 2 O排放 通 量 呈 极 显著 负 相 关关 系 。 2015年 CK、 FP 处理 气 温 与 N 2 O排放 通 量 达 到 极 显著 负 相 关关 系 （ P0.01） ； 2016年 各 处理 气 温 与 N 2 O排放 通 量 均没 有 显著 相 关关 系 。 2.3 不同 灌溉 方 式 对 N 2 O排 放 总 量 、排 放 强 度 、排 放 系 数的影响 及 年 际 差 异 从 N 2 O排放 总 量 （ 图 5） 来 看 ， CK、 FP、 FPD3个 处 理 2015年 N 2 O排放 总 量 分 别 为 11.4、 29.8、 21.0kg N· hm -2 ； 2016年 分 别 为 7.3、 28.7、 18.6kgN· hm -2 。分析 表明 ， CK、 FP处理 N 2 O排放 总 量 存 在显著 差异 （ P 0.05）， 说 明 氮 肥 的 施 用 对 N 2 O 排放 总 量 影响 较 大 。 而 施 用 氮 肥 的处理中 ， FP处理的 N 2 O排放 总 量 与 FPD 处理 之 间 也 存 在显著 差异 （ P0.05 ），并 且 表 现 为 FP 图 3 各 处理 土壤 5cm温 度 和 气 温 的 变 化 Figure3Dynamicchangesof5cmsoiltemperatureandairtemperatureforeachtreatment 图 4 不同 处理 N 2 O排 放 通 量 动 态 变 化 Figure4YearsdynamicsofN 2 Oemissionfluxesindifferentmanagementtreatments 处理 015cm土壤 WFPS 05cm土壤 温 度 气 温 2015年 2016年 2015年 2016年 2015年 2016年 CK 0.47 0.68* -0.65* -0.51* -0.55* -0.16 FP 0.1 0.67* -0.61* -0.66* -0.46* -0.26 FPD 0.2 0.63* -0.24 -0.72* -0.34 -0.18 30 25 20 15 10 5 日 期 CK FP FPD 气 温 40 30 20 10 0 -10 -20 -30 -40 17.5 15.5 13.5 11.5 9.5 7.5 5.5 3.5 1.5 -0.5 日 期 CK FP FPD 箭 头 代 表 施肥日 期 Arrowsrepresentfertilizationdates 谢 海 宽 ， 等 ： 不同 灌溉 方 式 对 设 施 菜 地 N 2 O排放 的影响 及其 年 际 差异 829 农业环境科学学报 第 37卷第 4期 35 30 25 20 15 10 5 0 处理 CK FP FPD 2015年 2016年 c c a a b b 处理 N