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华北平原地区是我国主要的粮食产区之一,该地区氮肥的大量施用在保障作物高产的同时,也导致了N2O和NO等含氮气体的高排放,从而影响区域和全球大气环境。此外,该地区由于大面积农田的高强度灌溉,导致地下水过度开采,水资源匮乏已成为该地区农业可持续发展的制约因素。目前,该地区正在推广滴灌节水措施,但关于该地区滴灌节水措施对N2O和NO排放影响的研究还鲜见报道。为此,本论文以华北平原的夏玉米-冬小麦田为研究对象,对该地区农田土壤N2O和NO的交换通量进行了为期3年的连续观测(2013-2015年),系统研究了不同水肥管理措施(漫灌和滴灌)对该地区农田土壤N2O和NO排放的影响,并取得以下主要研究成果: (1)对比研究获得了玉米生长季和小麦生长季在漫灌和两种滴灌条件下N2O和NO排放的差异性:与传统漫灌相比,在相同施肥量及施肥方式(地表撒施)下,滴水滴灌可分别降低14%和17%玉米生长季N2O和NO的排放量;水肥一体化滴灌(节水40%、节肥30%)对玉米生长季N2O的减排不明显,且显著增加了NO排放,而对小麦生长季N2O和NO具有明显减排效果;两种滴灌方式可显著提高玉米产量,但小麦增产效果不明显。基于土壤N2O和NO的产生机制及其影响因素,阐明了不同灌溉条件下N2O和NO排放通量差异的原因。 (2)对比研究了两种滴灌相对漫灌在两种氮肥施用情况下N2O和NO减排与增排效果:与施用铵态氮肥(NH4Cl)的漫灌处理相比,铵态氮肥(NH4Cl)的水肥一体化滴灌施肥处理同时增加了0.4%的N2O和140%的NO年累积排放量,而铵硝混施(NH4Cl+Ca(NO3)2)的水肥一体化滴灌施肥处理可以降低31%的N2O年累积排放量,但仅增加了14%的NO年累积排放量;在相同施氮量以及水肥一体化滴灌处理方式下,铵硝混施(NH4Cl+Ca(NO3)2)比单独氨态氮(NH4Cl)施用可分别降低32%的N2O和52%的NO年累积排放量。 (3)对比研究获得了滴灌施肥同时添加硝化抑制剂对N2O和NO的减排效果。与漫灌相比,滴灌施肥同时添加硝化抑制剂(DCD或者液态吡啶)可分别降低N2O和NO年累积排放量的66%和95%,其中,小麦生长季减少56%的N2O和81%的NO排放,而玉米生长季减排更为明显,分别减少71%的N2O和98%的NO排放,表明硝化抑制剂对N2O和NO的抑制效果可能受土壤温度的影响,小麦生长季低温(土壤温度低于15℃)条件下其抑制效果不显著。