随着集约化、规模化畜禽养殖业的迅速发展,养殖废弃物利用越来越受到关注,利用养殖肥水发酵后的沼液灌溉农田是一个重要方向。但是,不合理的灌溉会带来严重的环境问题。国内外已经展开了大量关于沼液灌溉农田的研究,但大多集中在对土壤、地下水、作物影响的研究,对土壤温室气体排放的研究还较少,尤其缺乏沼液量化灌溉对农田温室气体排放规律的影响。本试验通过大田定位试验,利用静态箱-气相色谱法,设置了不同的沼液灌溉模式,即空白对照处理CK、常规施肥处理CF、灌溉两次2:1沼液处理(T1)、灌溉三次2:1沼液处理(T2)、灌溉四次2:1沼液处理(T3)、灌溉五次2:1沼液处理(T4)共6个处理,研究了在华北平原典型的冬小麦-夏玉米轮作系统下,奶牛养殖场沼液全量替代化肥灌溉后农田主要温室气体C02、N20与CH4的排放特征,同时监测了气象条件(降水量和大气温度)动态变化、土壤理化性质(土壤NH4+-N、N03--N、DOC含量)、土壤脲酶活性以及作物籽粒产量,并分析了农田土壤C02、N20与CH4的排放通量与土壤各因子间的相关性,通过综合作物产量、温室气体排放及土壤因子等经济和环境指标,提出合理的沼液灌溉模式。研究结果如下:一、沼液灌溉并没有改变土壤C02排放通量的季节性变化规律,试验田中C02的排放通量范围为 1.39-23.82 kgCO2-Chm-2·d-1;在整个轮作周期内,CK、T1、T2、T3、T4、CF 处理土壤的 C02-C 累积排放量分别为 1985.13、2424.55、2576.42、2759.88、2893.79、2797.65 kg·hm-2,其大小顺序为 T4>CF>T3>T2>T1>CK,沼液灌溉与施化肥处理土壤的C02-C累积排放量差异不显著。二、沼液灌溉后T2、T3、T4处理的土壤N2O排放通量均出现峰值,且与常规施肥处理(CF)的差异性达到了显著水平;除T4与常规施肥处理(CF)外,其他处理在越冬期均出现了 N20负排放现象;与常规施肥处理(CF)相比,T3与T4处理并没有造成土壤N2O累积排放量的显著增加,而T1与T2处理明显减少了土壤N20的累积排放量。三、沼液灌溉并未改变土壤CH4排放的变化规律,但会增加土壤CH4的排放通量;沼液灌溉会导致土壤CH4出现较高的正排放峰值,但在玉米季均处于负排放水平;在整个轮作周期,各处理的CH4累积排放量均为负值,土壤是CH4的汇;各处理的CH4的累积吸收量表现出了很大的差异性,其大小顺序为CK>T2>T1>CF>T3>T4。四、沼液灌溉会引起土壤NH4+-N、NO3--N含量在短时间内的增加;沼液灌溉会显著增加土壤可溶性有机碳的含量,并且这种效果具有积累性;沼液灌溉与常规施肥均提高了土壤脲酶的活性,并且随着灌溉次数的增加土壤脲酶活性越高。五、与常规施肥相比,T1处理(小麦季灌溉沼液一次+玉米季灌溉沼液一次)的小麦籽粒产量减产27.56%,而其他三个沼液灌溉处理均不会造成小麦籽粒的减产;与常规施肥相比,四个沼液灌溉处理均不会引起玉米籽粒的减产;四个沼液灌溉处理每生产 1t 作物籽粒所排放N22O-N 分别为 70.39、44.32、62.77、76.54g。六、通过相关性分析得出,土壤CO2排放通量与土壤DOC和大气温度呈显著正相关性;土壤N2O排放通量与土壤DOC和土壤NO3--N含量呈显著正相关性;土壤CH4的排放通量与土壤NH4+-N含量和土壤含水量呈显著正相关性,而与大气温度呈显著负相关性;土壤脲酶活性与土壤中NO3--N含量呈极显著的正相关性。综上所述,在本试验条件下,四个沼液灌溉模式中,T2处理(小麦季灌溉沼液两次+玉米季灌溉沼液一次)能够在保证作物籽粒产量的同时,减少CO2和N2O的排放,增加土壤对CH4-C的固定,且增加土壤DOC含量,是较为合理的灌溉模式。