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不同灌溉模式和施氮处理下双季稻田N2O通量与土壤酶活性的影响

赵国胜 韦至激 李伏生

赵国胜, 韦至激, 李伏生. 不同灌溉模式和施氮处理下双季稻田N2O通量与土壤酶活性的影响[J]. 土壤通报, 2021, 52(3): 611 − 619 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020052401
引用本文: 赵国胜, 韦至激, 李伏生. 不同灌溉模式和施氮处理下双季稻田N2O通量与土壤酶活性的影响[J]. 土壤通报, 2021, 52(3): 611 − 619 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020052401
ZHAO Guo-sheng, WEI Zhi-ji, LI Fu-sheng. Relationship Between Nitrous Oxide Fluxes and Soil Enzyme Activities in Double-cropping Rice Field under Different Irrigation Modes and Nitrogen Treatments[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(3): 611 − 619 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020052401
Citation: ZHAO Guo-sheng, WEI Zhi-ji, LI Fu-sheng. Relationship Between Nitrous Oxide Fluxes and Soil Enzyme Activities in Double-cropping Rice Field under Different Irrigation Modes and Nitrogen Treatments[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(3): 611 − 619 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020052401

不同灌溉模式和施氮处理下双季稻田N2O通量与土壤酶活性的影响

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020052401
基金项目: 国家自然科学基金(51469003)和广西科技计划-基地和人才专项(AD17195060)资助
详细信息
    作者简介:

    赵国胜(1995−),男,河北沧州人,硕士,主要从事水肥资源利用与环境方面的研究。E-mail: 1966446028@qq.com

    通讯作者:

    E-mail: zhenz@gxu.edu.cn

  • 中图分类号: S147.2

Relationship Between Nitrous Oxide Fluxes and Soil Enzyme Activities in Double-cropping Rice Field under Different Irrigation Modes and Nitrogen Treatments

  • 摘要: 用田间试验的方法揭示了不同灌溉模式和施氮处理对双季稻田氧化亚氮(N2O)通量和土壤酶活性的影响。田间试验设3种灌溉模式(常规灌溉CR、“浅湿晒”灌溉TR以及干湿交替灌溉DR)和3种施氮处理(FN1:120 kg hm−2:20%基肥、分蘖肥与穗肥各占40%,FN2:120 kg hm−2:50%基肥、分蘖肥与穗肥各占25%,FN3:90 kg hm−2:50%基肥、分蘖肥与穗肥各占25%),通过定期测定双季稻田N2O通量和土壤酶活性,探讨灌溉模式和施氮处理对稻田N2O排放通量与土壤酶活性的影响,分析了N2O排放通量与土壤酶活性的关系。结果表明:TR和DR模式稻田N2O排放通量较CR模式分别提高92.82%和175.95%,FN3处理稻田N2O排放通量较FN2处理降低39.7%。与CR模式相比,TR模式的土壤脲酶活性、DR模式的土壤羟胺还原酶和亚硝酸还原酶活性升高。双季稻田N2O排放通量与土壤脲酶(晚稻田相关系数0.38;早稻田相关系数0.63)、硝酸还原酶(晚稻田相关系数0.33;早稻田相关系数0.61)和羟胺还原酶(晚稻田相关系数0.63;早稻田相关系数0.73)活性呈显著正相关。可见,不同灌溉模式和施氮处理显著影响土壤脲酶、硝酸还原酶和羟胺还原酶活性和双季稻田N2O排放通量,在生产中应通过稻田水氮管理减少N2O排放,以提高氮肥利用率。
  • 图  1  不同灌溉模式和施氮处理下双季稻田N2O通量

    CR、TR和DR分别表示常规灌溉、“浅湿晒”灌溉"和干湿交替灌溉。FN1、FN2和FN3分别代表N 120 kg N hm−2,20%基肥20%,80%追肥80%;N 120 kg N hm−2,50%基肥50%,50%追肥,50%;N 90 kg N hm−2,50%基肥50%,50%追肥50%。TS、BS、MS和RS分别代表分蘖期、孕穗期、乳熟期和成熟期。以下图和表相同。

    Figure  1.  N2O fluxes in double cropping paddy field under different irrigation modes and N treatments

    图  2  不同灌溉模式和施氮处理下双季稻田土壤脲酶活性

    Figure  2.  Soil urease activities in double cropping paddy under different irrigation modes and N treatments

    图  3  不同灌溉模式和施氮处理下双季稻田土壤硝酸还原酶活性

    Figure  3.  Soil nitrate reductase activities in double cropping paddy under different irrigation modes and N treatments

    图  4  不同灌溉模式和施氮处理下双季稻田土壤亚硝酸还原酶活性

    Figure  4.  Soil nitrite reductase activities in double cropping paddy under different irrigation modes and N treatments

    图  5  不同灌溉模式和施氮处理下双季稻田土壤羟胺还原酶活性

    Figure  5.  Soil hydroxylamine reductase activities in double cropping paddy under different irrigation modes and N treatments

    表  1  不同灌溉模式田间水层深度和水分状况

    Table  1.   Field water depth and status under different irrigation modes

    生育时期
    Growth stage
    TRDRCR
    水层厚度(mm)
    Water depth
    水分状况
    Water status
    水层厚度(mm)
    Water depth
    水分状况
    Water status
    水层厚度(mm)
    Water depth
    水分状况
    Water status
    移栽期 15 浅水   水势降低至−15 kPa时,灌水20 mm 浅水   40−60 淹水  
    返青期 25 浅水   25−30
    分蘖前期 < 10 湿润   25−30
    分蘖后期 0 自然落干 0 自然落干 0 自然落干
    拔节孕穗期 5 浅水   水势降低至−15 kPa时,灌水20 mm 浅水   40−60 淹水  
    扬花期 10 浅水   25−30
    乳熟期 < 10 湿润   25−30
    成熟期前 < 10 湿润   25−30
    成熟期 0 自然落干 0 自然落干 0 自然落干
      注:CR、TR和DR分别表示常规灌溉、“浅湿晒”灌溉"和干湿交替灌溉。
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    表  2  不同灌溉模式和施氮处理下双季稻田N2O通量与土壤酶活性之间的相关关系

    Table  2.   Correlations between N2O fluxes from double-cropping rice field and soil enzyme activities under different irrigation modes and N treatments

    稻季
    Rice season
    URENRNIRHYR
    晚稻 0.38* 0.33* −0.18 0.63**
    早稻 0.63** 0.61** −0.33* 0.73**
      注:URE-脲酶;NR-硝酸还原酶;NIR-亚硝酸还原酶;HYR-羟胺还原酶。*显著,r0.05 = 0.320,n = 36,**极显著,r0.01 = 0.413,n = 36。
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-05-24
  • 修回日期:  2020-10-20
  • 刊出日期:  2021-06-04

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