摘要:
氮肥过量施用是造成水稻田氧化亚氮(N2O)大量排放的主要原因。减施氮肥可以缓解N2O排放,但可能导致水稻减产,而铁的添加则是一种潜在的解决方案。本研究通过三年田间原位试验,设置7个处理,包括常规施氮量(100%N)、80%常规施氮量(80%N)、60%常规施氮量(60%N)、不施氮肥(0%N)以及除常规施氮量以外配施铁粉的处理(80%N + Fe、60%N + Fe、0%N + Fe),探索减施氮肥条件下配施铁粉对稻田N2O排放和水稻产量的影响。结果表明:80%N + Fe处理具有稳产、增产的作用,2022和2023年80%N + Fe处理的水稻产量与100%N处理无显著差异,并且2023年80%N + Fe处理相较80%N处理显著提高了水稻产量(P < 0.05)。2023年80%N、80%N + Fe、60%N和60%N + Fe处理N2O累积排放量相较100%N处理分别显著降低了76.7%、68.4%、94.0%和99.8%(P < 0.05)。年际变化和施氮水平均对水稻产量、N2O累积排放量具有显著影响,而施氮水平还对N2O排放强度具有显著影响(P < 0.05)。相关性分析表明,N2O累积排放量与土壤水分、电导率和硝态氮呈显著相关(P < 0.05)。随机森林和结构方程模型均显示,硝态氮对于N2O累积排放量最为重要。综合2021-2023年三年的结果,水稻产量与N2O累积排放量呈现极显著正相关(P < 0.001)。长期减氮20%配施铁粉在维持水稻产量、缓解N2O排放方面具有良好的综合效益,对于保障粮食安全、减少氮肥用量、减轻环境负效应具有积极意义。