农业机械学报

作者：张蓬妍，刘江舟，王茂东，蔡焕杰

单位：西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,

关键词：夏玉米;产量;N2O排放;生物炭;亏缺灌溉;关中平原

基金：国家自然科学基金项目（52179046、52309062）和国家重点研发计划项目（2021YFD1900700）

为探究亏缺灌溉配施生物炭对夏玉米农田N2O排放及夏玉米产量的影响，并确定合理的产量环境友好型田间管理措施，于2021年和2022年在关中平原展开定位试验，利用静态箱-气相色谱法监测农田N2O排放，综合分析夏玉米产量、土壤理化性质、N2O排放及植株氮素吸收。基于生物炭施用量和灌溉量，试验共设计4个处理（B1W100：生物炭30t/hm2+充分灌溉（蒸发蒸腾量，ET）；B1W80：生物炭30t/hm2+亏缺灌溉（0.8 ET）；B0W100：无生物炭+ET；B0W80：无生物炭+0.8 ET）。试验结果表明，在夏玉米生育期内各处理N2O排放趋势相似，在拔节期达到生育期排放最高峰值，第1次灌水后达到生育期次峰值。生物炭及亏缺灌溉均显著降低了夏玉米季N2O总排放量，且交互显著（P<0.05）。B1较B0处理增加了夏玉米生长季平均土壤温度及充水孔隙度（Water-filled pore space, WFPS），且显著增加了收获后土壤pH值及有机碳含量，同时提升了土壤无机氮含量；W80较W100处理增加了生育期平均土壤温度以及土壤NO-3-N含量。不同灌溉水平下产量呈W100大于W80趋势，生物炭施用在2021年和2022年显著提升夏玉米产量7.02%和6.46%并增加了植株吸氮量。单位产量N2O累积排放量表现为B1小于B0，W80小于W100，其中B1W80处理显著低于其余处理（P<0.05）。冗余分析结果表明，夏玉米产量与土壤充水孔隙度呈显著正相关，与温度呈显著负相关，说明夏季高温会对夏玉米产量造成负面影响。N2O排放量与WFPS呈正相关，说明土壤湿度升高增加了N2O排放潜力。研究揭示了生物炭在增产减排方面的应用潜力及亏缺灌溉在降低温室气体排放方面的积极作用。使用TOPSIS法进行综合评价,发现B1W80综合评价值最优，因此，亏缺灌溉配施生物炭可作为关中平原夏玉米节水、高产、环保的生产模式，研究为实现农田节水增产、固碳减排提供了重要科学依据。

来源：2025年第9期

《农业机械学报》期刊编辑部

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