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宋博影1,2(), 郭艳杰1,2,4(), 王文赞1,2, 吕泽楠1,2, 赵宇晴1,2, 柳鹭1,2, 张丽娟1,2,3()
收稿日期:
2022-04-13
接受日期:
2022-07-12
出版日期:
2023-05-16
发布日期:
2023-05-17
通信作者:
郭艳杰,E-mail:guoyanjie928@126.com。张丽娟,E-mail:lj_zh2001@163.com
联系方式:
宋博影,E-mail:bysong2022@163.com。
基金资助:
SONG BoYing1,2(), GUO YanJie1,2,4(), WANG WenZan1,2, LÜ ZeNan1,2, ZHAO YuQing1,2, LIU Lu1,2, ZHANG LiJuan1,2,3()
Received:
2022-04-13
Accepted:
2022-07-12
Published:
2023-05-16
Online:
2023-05-17
摘要:
【目的】通过探究生物炭、双氰胺(DCD)及二者联合施用对设施土壤温室气体(N2O、CO2和CH4)排放的综合效应,为设施蔬菜生产体系的温室气体减排和绿色发展提供科学依据。【方法】以设施小油菜(Brassica campestris L.)田为研究对象,设置不施氮(CK)、传统施氮(CN)、推荐施氮(RN)、推荐施氮+生物炭(RNB)、推荐施氮+DCD(RND)和推荐施氮+生物炭+DCD(RNBD)6个处理。分析不同处理下土壤温室气体的排放特征,以及排放强度(GHGI)和全球增温潜势(GWP)的差异。【结果】与CN相比,推荐施氮条件下各处理(RN、RNB、RND和RNBD)的小油菜产量降低2.9%—29.3%,但在推荐施氮条件下,生物炭+DCD联合施用处理(RNBD)则使小油菜产量增加了34.4%,生物炭和DCD在小油菜增产方面表现出协同效果(P<0.05)。推荐施氮的各处理较传统施氮(CN)降低了29.4%—76.5%的土壤N2O排放量,以RND效果最优,但对土壤CO2、CH4排放影响不大;与CN相比,推荐施氮的各处理总GWP有所降低,降低幅度为4.3%—51.2%,以RND减排效果最优;就GHGI而言,各推荐施氮处理间差异则不显著(P>0.05)。【结论】相同尿素施用量条件下,推荐施氮配施生物炭或双氰胺对小油菜产量影响不大,但二者联合配施可显著促进小油菜增产,并可在一定程度上降低温室气体累积排放与全球增温潜势,但二者配合施用的效果并不优于推荐施氮与双氰胺配施的处理。
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表1
各处理氮素、生物炭和DCD添加量"
处理 Treatment | 缩写 Abbreviation | 施氮量 Nitrogen application (kg·hm-2) | 生物炭施用量 Biochar application (t·hm-2) | 双氰胺施用量 DCD application (kg·hm-2) |
---|---|---|---|---|
不施氮对照 No N application | CK | 0 | 0 | 0 |
传统施氮 Traditional N application | CN | 450 | 0 | 0 |
推荐施氮 Recommended N application | RN | 375 | 0 | 0 |
推荐施氮+生物炭 Recommended N application + biochar | RNB | 375 | 30 | 0 |
推荐施氮+DCD Recommended N application +DCD | RND | 375 | 0 | 56.25 |
推荐施氮+生物炭+DCD Recommended N application + biochar + DCD | RNBD | 375 | 30 | 56.25 |
表2
各处理土壤温室气体排放通量重复测量方差分析"
温室气体 Greenhouse gases | 因素 Factor | 自由度 df | 标准差 MS | F检验 F test | P值 P value |
---|---|---|---|---|---|
N2O | 处理 Treatment | 5 | 9131.522 | 28.719 | <0.01 |
时间 Time | 13 | 5749.817 | 62.541 | <0.01 | |
处理×时间Treatment×Time | 65 | 1150.455 | 12.513 | <0.01 | |
CO2 | 处理 Treatment | 5 | 1314.678 | 4.398 | <0.01 |
时间 Time | 13 | 4937.243 | 24.537 | <0.01 | |
处理×时间Treatment×Time | 65 | 414.608 | 2.061 | <0.01 | |
CH4 | 处理 Treatment | 5 | 0.013 | 45.888 | <0.01 |
时间 Time | 13 | 0.015 | 39.156 | <0.01 | |
处理×时间Treatment×Time | 65 | 0.012 | 31.413 | <0.01 |
表3
各处理增温潜势和温室气体排放强度"
处理 Treatment | N2O GWP (kg·hm-2) | CO2 GWP (kg·hm-2) | CH4 GWP (kg·hm-2) | GWP (kg·hm-2) | GHGI (kg·kg-1) |
---|---|---|---|---|---|
CK | 17.4±2.3 c | 351.7±59.4 ab | -9.0±2.6 a | 360.0±60.4 abc | 0.6±0.1 a |
CN | 76.7±23.6 a | 424.9±140.4 a | -12.4±5.6 a | 489.2±168.9 a | 0.3±0.1 bc |
RN | 40.8±7.4 b | 440.4±17.8 a | -12.8±1.1 a | 468.4±11.1 ab | 0.5±0.0 ab |
RNB | 51.7±18.3 b | 345.3±96.5 ab | -8.1±2.4 a | 388.9±115.2 abc | 0.4±0.1 b |
RND | 16.4±0.7 c | 229.2±50.4 b | -7.2±0.3 a | 238.3±49.9 c | 0.2±0.0 c |
RNBD | 16.6±2.3 c | 288.2±49.8 ab | -8.8±2.5 a | 296.0±46.0 bc | 0.2±0.0 c |
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