稻麦轮作体系养殖肥水灌溉对产量、氨挥发和

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1、土壤(Soils),2015,47(3):503–508DOI:10.13758/j.cnki.tr.2015.03.012稻麦轮作体系养殖肥水灌溉对产量、氨挥发和①氧化亚氮排放的影响1,222*1孙海军，闵炬，施卫明，李卫正(1南京林业大学现代分析测试中心，南京210037；2土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所)，南京210008)摘要：稻麦轮作体系进行养殖肥水灌溉可能导致氮(N)素的氨挥发(NH3)和氧化亚氮(N2O)排放增加。本文通过22土柱模拟试验，定量评价了稻麦轮作体系推荐施N量(稻季225kg/hm，麦季150kg/hm)下，不同N浓

2、度养殖肥水灌溉对水稻、小麦籽粒产量以及NH3挥发和N2O排放的影响。试验处理为：①无N检出的清水灌溉(CK)，②低N浓度肥水灌溉(SI-L)，③中N浓度肥水灌溉(SI-M)和④高N浓度肥水灌溉(SI-H)。稻季结果表明，NH3挥发与N2O排放量2随灌溉肥水N浓度的提高而增加，其决定系数(R)可达0.895与0.998。与清水对照相比，不同N浓度的肥水灌溉使NH3挥发增加19.7%~40.8%；SI-H处理N2O排放显著增加68.8%；不同N浓度肥水灌溉没有显著增加水稻产量。麦2季结果亦表明，NH3挥发与N2O排放量随灌溉肥水N浓度的提高而增加，其决定系数(R)可达0.93

3、9与0.980。与清水对照相比，SI-H处理使NH3挥发显著增加20.2%；SI-M与SI-H处理N2O排放分别显著增加64.9%和120.3%；SI-H处理小麦产量显著提高46.7%。利用稻田生态系统消纳养殖肥水中N时，须考虑肥水灌溉导致的NH3挥发和N2O排放所造成的环境影响，合理地进行水肥调控。关键词：养殖肥水；氨挥发；氧化亚氮；氮；作物产量中图分类号：S19，X522[8]近年来，我国集约化与规模化水产、畜禽养殖业废水灌溉显著增加作物产量11.6%~47.7%。Sun等迅速发展，取得了举世瞩目的成绩，与此同时带来的采用工程规模的稻田–人工湿地耦联技术处理农村面是大

4、量养殖肥水氮(N)的排放，进而导致养分资源的源污水，该技术对总N去除率达57.3%，其中稻田生浪费和水体N环境的污染。如湖南洞庭湖区畜禽粪态系统消纳肥水中N的机理主要是稻田土壤的吸附[1]便N素养分流失可达19.0万t，巢湖流域养殖排污吸持作用和水稻植物的吸收转化功能。目前针对养殖[2]产生的氨氮达11.7万t，太湖苕溪小流域养殖业对肥水农田灌溉研究多集中于农田对肥水中N的去除[3]总N排放贡献率达24.4%。因此，畜禽养殖肥水的效果及机理方面的研究，稻麦轮作系统肥水灌溉后N有效处理尤为重要。目前主要处理技术有：自然处理素通过氨(NH3)挥发，氧化亚氮(N2O)排放所产生

5、的环技术，厌氧处理技术，好氧处理技术和混合处理技术境效应关注较少。然而，由于强光照和过量N肥投[4]等。其中，将养殖肥水用于农田灌溉是缓解水资入等原因，我国南方稻田种植区NH3挥发占稻田N[9]源紧缺和减少水体N污染的有效途径之一。在英国，素损失的比重较大，可达40%以上。通过NH3挥养殖肥水的20%经稀释后通过灌溉系统回用于农发损失的N素，不仅导致N素利用率低，而且会导[5][10]田。国内大面积种植的稻麦轮作生态系统用于净化致酸沉降以及地表水污染等环境问题。此外，稻消纳肥水中的N等营养元素，已被科学研究和生产田N素通过N2O排放会增加温室效应，也是一个不[11]实践所

6、证实。畜禽养殖肥水中的N素，可促进农作容忽视的问题。因此，为了更好地将养殖肥水回用[6][7]物的生长和土壤肥力的提高。肖辉等研究表明稻于农田灌溉，定量评估养殖肥水灌溉对稻麦轮作体系麦轮作体系对制浆排水中总N去除率达60%，制浆N素的NH3挥发以及N2O排放的影响十分必要。①基金项目：国家青年科学基金项目(31201686)，土壤与农业可持续发展国家重点实验室开放基金项目(Y412201425)和中国科学院南京土壤研究所知识创新工程领域前沿项目(ISSASIP1115)资助。*通讯作者(wmshi@issas.ac.cn)作者简介：孙海军(1987—)，男，山东潍坊人，博

7、士，实验师，主要从事农田氮磷养分循环与环境效应研究。E-mail:ww018150@163.com504土壤第47卷为此，本研究拟通过土柱模拟试验探讨不同N1.3作物产量、NH3挥发与N2O排放测定浓度养殖肥水灌溉稻田对水稻、小麦作物产量的影作物成熟后，将土柱装置内植株籽粒全部收集，响，及其对两季作物种植模式下N素NH3挥发和N2O称重、烘干、记录产量。NH3挥发与N2O排放的测排放的影响，为稻麦轮作生态系统的水肥优化管理及定分别采用动力抽气–密闭室法和静态箱–气相色谱其可持续发展提供科学依据。[12]法。本试验中测定NH3挥