有机无机肥配施对夏玉米氮素气态损失及籽粒产量的影响

杨清龙，刘鹏，董树亭，张吉旺，赵斌，李荣发，任昊，任寒，韩祥飞



有机无机肥配施对夏玉米氮素气态损失及籽粒产量的影响

杨清龙，刘鹏，董树亭，张吉旺，赵斌，李荣发，任昊，任寒，韩祥飞

（山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室，山东泰安 271018）

【目的】本研究在定位试验平台上监测了不同施肥处理夏玉米田NH3和N2O的排放规律及其损失量，以探讨减少黄淮海区域夏玉米田氮素气态损失的有效途径，为提高夏玉米籽粒产量及肥料利用效率提供理论依据。【方法】2016—2017年利用水肥渗漏研究池进行试验，以郑单958（ZD958）为材料，以不施氮肥（CK）为对照处理，在同等施氮量下设置单施尿素（U1）、单施牛粪（M1）和尿素牛粪1﹕1配施（U2M2）3种氮肥处理。采用通气法和静态箱-气相色谱法研究了不同施肥处理对玉米田NH3和N2O排放规律和损失量、籽粒产量及氮肥利用效率的影响。【结果】玉米田氮素气态损失以NH3挥发为主，占氮素气态损失量的88.55%—96.42%，N2O排放量较少。不同施肥处理显著影响NH3和N2O排放量及氮素利用效率。U1处理NH3挥发量最高，两年平均为38.19 kg·hm-2；以M1处理最低，为19.10 kg·hm-2，U2M2处理介于两者之间，施用有机肥的M1或U2M2处理可以显著降低NH3挥发损失量。N2O排放氮素损失以M1处理最高，平均达到1.65 kg·hm-2，较U1和U2M2处理分别提高了77.42%和34.15%。2016—2017年不同施肥处理间籽粒产量差异显著，表现为U2M2＞U1＞M1＞CK，2016年U2M2处理籽粒产量较U1和M1处理分别提高了3.45%和5.25%，U1和M1处理之间籽粒产量无明显差异；2017年U2M2处理籽粒产量较U1和M1处理分别提高了5.83%和12.53%，U1显著高于M1处理，提高了6.33%。氮素利用效率以U2M2处理最高，平均为58.20%，较M1和U1处理分别提高了32.15%和15.13%。【结论】有机无机肥配施增加了夏玉米干物质和氮素积累量，提高了籽粒产量和氮素利用效率，较单施尿素氨挥发减少，较单施有机肥N2O排放降低，是实现增产增效的合理施肥方式。

夏玉米；有机无机肥配施；氮素气态损失；籽粒产量

0 引言

【研究意义】玉米是重要的粮食作物和饲料作物，近年来种植面积和单产不断提高[1],增施氮肥是玉米高产的主要措施之一[2]。作物增产过分依赖肥料投入，尤其是化学氮肥，使得氮肥过量施用已相当严重[3]。2016年中国化肥用量已经达到5 984×104t[4]，氮肥的增产效率和利用率则逐年降低。目前，我国氮肥利用率仅为30%—35%，较发达国家低10%—15%[5]。每年有约1 500×104t氮素通过淋洗、氨挥发损失、N2O排放损失进入大气和水体，造成了肥料和能源浪费，同时严重污染了环境[6]。全世界施入土壤中的氮肥，大约10%—40%经土壤淋溶进入地下水，1%—47%通过氨挥发和N2O排放进入大气[7-8]。氨挥发是氮素气态损失的主要途径[6]，可达到施氮量的9%—40%[9-10]。N2O作为氮素损失的潜在途径，1980年至2007年排放量年均增长7.6%，2007年N2O-N排放量达到28.84×104t，肥料氮是大气中N2O的主要来源[11]。化肥的大量施用造成土壤板结、肥力降低，可耕性严重下降等问题，严重危害了农田土壤的自我修复能力与生产能力，威胁到农业可持续发展[12]。如何在提升玉米可持续增产的同时，通过合理施肥，提高肥料利用率，实现土壤的可持续利用，是实现农业可持续发展所面临的重大课题。【前人研究进展】当前农业生产中肥料以化肥为主，有机肥因传统的堆肥复杂、施肥劳动强度大被大量闲置。农民不重视土壤培肥和盲目追求产量的短期行为使得大量有机肥源无法高效利用[13]，造成了一定的环境污染[14]。有机肥能够持续供给作物生长发育所需的各种养分[15]，改善土壤结构和理化性质[16]。它依靠日变幅较小的土壤水热动态周期性变化，为微生物活动创造了一个良好的生活环境，使其能够顺利通过腐殖化阶段，形成保水保肥功能强的腐殖质，从而提高土壤的肥力[17]。但是有机肥相对于化学肥料而言存在肥效缓慢、养分含量低等问题。有机无机肥配施是合理利用资源、提高土壤肥力和保持作物高产、稳产、优质和高效的施肥方式[17]。一方面有机无机肥配施结合了化肥速效性和有机肥持久性的特点，对改善土壤理化性状、提高土地生产力具有重要作用；另一方面有机肥还田，既可解决有机肥堆放问题，又可减少对环境的污染[18]。近年来，有机无机肥配施是肥料应用研究中相对活跃的领域之一，也是研究进展最迅速的领域。小麦季单施有机肥或有机无机肥配施可显著抑制氨挥发损失[18]。35%和50%有机氮替代无机氮较单施无机氮处理的小麦氮肥利用率（38.60%）分别提高了24.09%和37.31%[19]。有机无机肥配施处理的早晚稻平均产量比不施肥增产65.4%—71.5%，比施化肥增产3.9%—7.8%[20]。【本研究切入点】前人针对玉米保护性耕作、施用缓控释肥、秸秆还田配施化肥条件下的氨挥发损失进行了大量研究。免耕玉米田追肥后氨挥发损失量显著高于翻耕和旋耕处理[21]。与常规尿素相比，缓控释肥明显减少夏玉米田间氨挥发损失[22]。与单施化肥相比，秸秆还田配施化肥可显著减少夏玉米田间氨挥发损失，氨挥发损失率降低0.37%—1.17%[23]。但是，针对长期不同施肥处理田块的氮素气态（氨挥发、N2O）损失的研究相对较少。【拟解决的关键问题】本研究基于渗漏研究池定位试验平台，研究不同施肥处理条件下夏玉米田土壤NH3和N2O的排放规律及其损失量，为提高玉米产量和氮素利用效率提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地基本情况

试验于2016—2017年在山东农业大学黄淮海玉米科技创新中心（36°09′N，117°09′E）水肥渗漏研究池（长×宽×深=2.5 m×2.5 m×2 m）中进行。2016年和2017年玉米生育期间气象数据见图1，两个玉米生长季（2016年6月12日至10月6日；2017年6月12日至9月26日）总降水量分别为443.4 mm和357.5 mm，日均温度为25.88℃和26.60℃，有效积温为1 857.92℃和1 858.73℃。试验所用水肥渗漏研究池互相独立，底部设有高8 cm、斜度为4%的斜坡便于排水。池子中由下往上依次填15 cm粗砂、5 cm细砂和180 cm土壤。水肥渗漏研究池的土壤取自附近农田，各层次土壤混匀后填入池中。2006—2009年，采用冬小麦-夏玉米轮作，高灌溉不施肥以降低土壤肥力，保证土壤理化性质一致。2009年后继续采用冬小麦-夏玉米轮作，前茬小麦（施氮量均为纯N 180 kg·hm-2）和玉米（施氮量均为纯N 200 kg·hm-2）做相同处理的定位试验。2016—2017年播种前渗漏池0—20 cm土层土壤养分含量见表1。

1.2 试验设计

供试品种为郑单958，种植密度为52 500株/hm2，行距55 cm，株距35 cm，每个小区共5行。试验以不施氮肥为对照（CK），设置单施尿素（U1）、单施牛粪（M1）和牛粪尿素1﹕1配施（U2M2），共4个处理，采用随机区组设计，重复3次。除CK外各施氮处理的施氮量均为纯N 200 kg·hm-2，氮肥选用腐熟牛粪和普通尿素。施肥前对湿基有机肥含水量及养分含量进行测定，具体见表2。牛粪施入量根据牛粪的含氮量和含水量计算得出；然后根据牛粪中P2O5和K2O的量，分别计算出P2O5和K2O的施用量。各处理的磷钾肥施用量保持相同，均为P2O5245.71 kg·hm-2和K2O 202.45 kg·hm-2，牛粪处理中P2O5和K2O不足245.71 kg·hm-2和202.45 kg·hm-2的，则用过磷酸钙和硫酸钾补齐。试验用尿素含氮量为46.0%，过磷酸钙肥P2O5含量11.2%，硫酸钾肥K2O含量为51.1%。各处理磷、钾肥均做底肥，于播种前一次性深施。有机肥做基肥，播种前一次性深施，尿素50%做基肥，50%于大喇叭口期（V12）追施。

图1 玉米生长期间气象数据

表1 播种前渗漏池 0—20 cm土层土壤化学性质

同列数据中年内处理间不同小写字母表示差异显著（＜0.05）。下同

Values followed by different small letters in the same column are significantly different at 0.05 probability level among the treatments for the same year. The same as below

表2 不同生长季有机肥水分、养分含量

1.3 测定项目及方法

1.3.1 土壤样品测定 用直径5 cm的土钻，每个栽培池中多点采集0—20 cm耕层土壤，形成混合土样。用烘干法测定土壤含水量。pH采用pH计测定；土壤有机质用水合热重铬酸钾氧化-比色法测定；土壤全氮用凯氏定氮法测定；土壤速效磷采用碳酸氢钠浸提钼锑抗比色法；土壤速效钾采用1 mol·L-1醋酸铵溶液浸提后用FP6410型火焰光度计测定[24]。

1.3.2 土壤氨挥发测定 氨挥发测定采用通气法。测定装置由内径15 cm、高12 cm的聚氯乙烯硬质塑料管制成。分别将两块厚度为2 cm、直径16 cm的海绵均匀浸入20 mL的磷酸甘油溶液（40 mL丙三醇+50 mL磷酸，定容至1 000 mL），将两层海绵按照下层海绵距地面5 cm、上层海绵与管顶部相平的方式置于硬质塑料管中。于施肥播种当天开始捕获土壤氨挥发，每个小区放置3个取气装置。取样时，将通气装置下层的海绵取出，装入800 mL塑料瓶中，加1 mol·L-1的KCl溶液500 mL，振荡1 h，测定浸提液中的铵态氮含量。同时放入新海绵，随机放回小区。播种后一周内，1 d取样1次；第2—3周内改为2—3 d取样1次，以后取样间隔延长到7 d，直至监测不到氨挥发为止。

氨挥发速率计算公式：

NH3-N(kg·hm-2·d-1)=[M/(A×D)]×10-2

式中，M为通气法单个装置平均每次测的氨量（NH3-N，mg）；A为捕获装置的截面积（m2）；D为每次连续捕获的时间（d）。

氨挥发累积量=∑（氨挥发速率×每次连续收集的时间）。

1.3.3 N2O排放的测定 气体样品采集与分析使用静态暗箱-气相色谱法[25]。施入氮肥第2天后取第一次样，之后第4天取第二次样，以后取样间隔延长到7 d，直到玉米生育后期监测不到为止。

田间土壤N2O排放速率计算公式：

F=ρ×V/A×(dc/dt)×273/(273+T)

式中，F为N2O排放通量（μg·m-2·h-1）；ρ为标准状态下N2O密度（1.25 kg·m-3）；V为采气箱内有效空间体积（m3）；A为采气箱覆盖的土壤面积（m2）；dc为气体浓度差（×10-9L·L-1）；dt为时间间隔（h）；T为采样时箱温（℃）。N2O排放通量用每次观测3个重复的平均值及标准偏差表示。

1.3.4 植株干物质积累量 于抽雄期（VT）和成熟期（R6）取样，将植株分为茎秆（包括叶鞘）、叶片（包括苞叶）、雄穗、穗轴和籽粒5部分，样品105℃杀青30 min后80℃烘至恒重，测各部分干物质重，粉碎后过筛用于植株养分分析。

1.3.5 植株氮素含量测定 玉米植株样品H2SO4- H2O2联合消煮，用BRAN+LUEBBE Ⅲ型连续流动分析仪测定样品中氮素含量。

氮肥利用效率指标根据韩宝文等[26]的计算方法：

氮肥利用效率（NUE）=（施氮区地上部吸氮量-不施氮区地上部吸氮量）/施氮量×100%；

氮肥偏生产力（NPFP）=籽粒产量/施纯氮量。

1.3.6 产量及产量构成要素 各处理于完熟期收获测产，每个小区收获中间3行，考种并晒干，用于测定产量及产量构成因素。

1.4 数据统计与分析

采用Excel 2010和DPS15.10软件进行试验数据分析，利用Sigma plot 10.0软件作图。

2 结果

2.1 不同施肥处理对土壤氨挥发速率和累积氨挥发量的影响

由图2可知，2016—2017年氨挥发速率变化趋势相同。施用基肥后，各施肥处理氨挥发明显增加，之后随施肥后天数增加呈现逐渐降低的趋势。施肥后14 d内各处理氨挥发差异显著，表现为U1＞U2M2＞M1＞CK，14 d后氨挥发速率降低显著。M1和U2M2处理氨挥发峰值出现在施肥后第1天，U1处理出现在第2天。U1处理氨挥发速率最高，2016和2017年分别为4.93 kg N·hm-2·d-1和3.94 kg N·hm-2·d-1。追肥后氨挥发速率呈现先升高后降低的趋势，施肥后第2天氨挥发速率出现峰值，其中U1处理最高，为2.95 kg N·hm-2·d-1和4.39 kg N·hm-2·d-1，追肥15 d后氨挥发速率降至极低。

由图3可知，2016—2017年累积氨挥发量变化趋势基本一致，施用基肥后0—10 d累积氨挥发量迅速升高，之后累积氨挥发增长趋势变缓直至15 d后基本停止增长，不同处理间氨挥发总量表现为U1＞U2M2＞M1＞CK。追肥后0—7 d累积氨挥发量迅速增长，随后变缓，10 d后基本停止增长，氨挥发总量表现为U1＞U2M2。由图4可知，2016—2017年不同施肥处理整个玉米生育期内氨挥发损失总量趋势基本一致。2016和2017年不同施肥处理氨挥发损失分别为22.13—39.96 kg·hm-2和16.07—36.43 kg·hm-2，各处理间累积氨挥发损失量差异显著，都表现为U1＞U2M2＞M1＞CK。U1、M1和U2M2处理较CK累积氨挥发量两年分别增加了260.32%、99.55%、191.79%和385.73%、114.26%、314.13%。两年均以U1处理累积氨挥发损失量最高，分别为39.96 kg N·hm-2和36.43 kg N·hm-2，占总施氮量的19.98%和18.21%。M1和U2M2处理较U1处理显著降低氨挥发损失量，两年分别降低44.62%、19.02%和55.89%、14.74%。

2.2 不同施肥处理对土壤N2O排放速率和累积排放量的影响

由图5可知，不同施肥处理的N2O排放通量差异显著，整体趋势表现为M1＞U2M2＞U1＞CK。施肥1 d后M1处理出现N2O排放峰值，2016和2017年分别为4.64 mg N·m-2·d-1、3.76 mg N·m-2·d-1。在第15—20天因降雨N2O排放逐渐升高，在46 d时U1达到峰值，2016和2017年分别为6.11 mg N·m-2·d-1、12.56 mg N·m-2·d-1，此时主要是由于追肥使得N2O排放增加。之后，各施肥处理N2O排放量逐渐下降，直至接近对照处理。

由图4可知，2016和2017年不同施肥处理的N2O损失总量分别为1.96—4.25 kg·hm-2和1.87—2.35 kg·hm-2，各处理间差异显著，均表现为M1＞U2M2＞U1＞CK。2016和2017年M1处理N2O损失量最高分别为4.25 kg N·hm-2和2.35 kg N·hm-2，占总施氮量的2.12%和1.17%。

2.3 不同施肥处理对植株干物质积累量的影响

由图6可知，U2M2处理显著影响夏玉米花前、花后干物质积累量。2016年各处理成熟期干物质总量趋势为U2M2＞U1＞M1＞CK，U2M2处理成熟期干物质积累量较M1和CK处理分别提高了10.99%和45.24%。2016年U1处理花前干物质积累量高于其他处理，U2M2较U1处理提高了花后干物质积累量。2017年U1、M1、U2M2处理成熟期干物质积累量显著高于CK，但U1、M1、U2M2处理之间差异不显著。U2M2和M1处理花后干物质积累高于U1处理。

图2 施肥后土壤氨挥发速率

2.4 不同施肥处理对玉米籽粒产量及产量构成因素的影响

由表3可知，两年不同施肥处理对夏玉米籽粒产量的影响趋势基本一致，都表现为U2M2＞U1＞M1＞CK。2016年U2M2处理籽粒产量较U1和M1处理高3.45%和5.25%，U1和M1处理之间产量无明显差异，2017年U2M2处理产量较U1和M1处理高5.83%和12.53%，U1处理显著高于M1处理，提高了6.33%。在产量构成要素上，2016年U2M2、U1和M1处理实际收获穗数和穗粒数均显著高于CK，千粒重无显著差异。2017年U2M2、U1和M1处理实际收获穗数、穗粒数和千粒重显著高于CK。

2.5 不同施肥处理对氮素利用效率的影响

由表4可知，2016—2017年各施肥处理氮素积累量、氮素利用效率和偏生产力存在显著差异。U2M2处理两年氮素积累量较CK、M1和U1处理分别提高了74.99%、14.64%、7.99%和89.31%、10.11%、4.61%。U2M2处理氮素利用效率较M1和U1处理分别提高了42.43%、23.91%和20.85%、10.29%。2016年施肥处理偏生产力较对照处理差异明显，但施肥处理之间差异不显著；2017年偏生产力差异显著，U2M2处理偏生产力最高，较CK、M1和U1处理分别提高了91.04%、12.54%和5.83%。

图3 施肥后土壤氨挥发积累量

表3 不同处理对夏玉米产量及其构成因素的影响

图4 不同施肥处理下氮素气态损失量

图5 施肥后土壤N2O排放通量

图6 夏玉米开花期前后干物质积累量

表4 不同施肥处理下夏玉米氮素利用效率

3 讨论

氨挥发是氮素损失的主要途径，损失速率受施肥方式[22]、施氮量[27]和环境条件[23]影响。在本试验中，施肥量和环境条件是一致的，因而氨挥发主要受施肥方式的影响。施用基肥后，单施有机肥和有机无机肥配施处理氨挥发峰值出现在施肥后第1天，单施尿素处理出现在第2天，主要因为有机肥中的NH4+在施肥后很快得到释放，施用尿素后需要2—4 d才能水解为NH4+，因此氨挥发峰值要比有机肥处理滞后。基肥和追肥后玉米田土壤氨挥发峰值多出现在施肥后1—3 d，之后迅速下降逐渐接近于0，主要原因是施肥后3 d左右肥料便会完全水解，导致土壤中NH4+浓度迅速升高，氨挥发速率显著增大。肥料中氮的释放速率影响氨挥发速率，有机肥能显著降低土壤无机氮含量，其氨挥发损失与等量氮的尿素相比也显著降低[28]。本试验两年结果显示，各处理的氨挥发累积损失量平均表现为单施尿素＞有机无机肥配施＞单施有机肥＞对照。单施有机肥和有机无机肥配施处理的有机肥分解过程中产生有机酸降低pH，增加对NH4+的吸附能力，限制了氨挥发所需的碱性环境[29]，同时有机肥还能增加土壤的持水量，导致液相中NH4+浓度降低[30]，从而降低了氨挥发速率。所以单施有机肥和有机无机肥配施处理较单施尿素处理显著降低了氨挥发损失。

硝化和反硝化作用是土壤氮素转化的主要过程，是农田N2O产生的主要途径[31]。硝化作用是硝化细菌在好氧条件下将土壤中的NH4+转变为NO3-的过程，具体过程为NH4+-N→NO2--N→NO3--N，反硝化作用是反硝化细菌在厌氧的条件下将NO3-转变为N2的过程，具体过程为NO3--N→NO2--N→NO→N2O→N2[32]，并受到生物和非生物因素的调节和控制[33]。降雨会直接影响微生物的生理活性，同时也会通过改变土壤空隙排气和供氧状况而间接影响土壤微生物[34]。本试验中，施肥后0—20 d，N2O排放速率低于20—70 d排放速率，主要原因为前期主要是NH4+-N转换成NO3--N的过程，硝化作用占主导地位，产生N2O比较少，中期降雨较多土壤形成厌氧环境，反硝化作用占据主导地位，促进了N2O的排放。氮肥的大量使用是造成农田土壤N2O排放增加的直接原因[35]，然而不同施肥处理对N2O排放损失的影响不一致。李燕青等[36]研究表明整个玉米季化肥处理所产生的N2O总量是有机肥处理的2.01—2.81倍。陈哲等[37]研究发现在油菜整个生育期间，有机无机肥配施处理N2O总累积排放量显著高于单施化肥。但也有研究报道称，施用有机肥N2O的排放高于施用化肥处理[38]。本研究结果表明，各处理的N2O排放累积量平均表现为单施有机肥＞有机无机肥配施＞单施尿素＞对照。单施有机肥可增加土壤有机碳含量，为微生物提供碳源和氮源，促进土壤微生物活动[39]，能够促进N2O的排放。有机肥具有肥效缓长的特点，尽管前期氮素供应能力不及单施化肥，但后期能为微生物脱氮提供充足氮素。而有机无机肥配施较单施尿素高，较单施有机肥低是因为大量施用化学氮肥将使土壤NH4+（或NO3-）含量迅速增加，为微生物硝化、反硝化作用提供充足原料，进而导致土壤N2O排放激增，有机肥后期能为微生物脱氮提供充足氮素。所以，前期化肥无机氮的过量供应及后期有机肥的不断矿化，两者共同作用导致有机无机肥配施处理下土壤N2O排放速率高于单施尿素，而后期有机无机肥配施的有机物含量低于单施有机肥，N2O排放量低于单施有机肥。

前人研究表明有机无机肥配施可调节玉米氮素积累和转运，提高氮素利用效率[40]。郎晓峰等[41]研究表明，等量施氮条件下，有机无机肥配施较单施尿素处理玉米氮素利用率提高了7.9%—23.5%。郑凤霞等[18]研究表明与单施化肥相比，有机无机肥配施处理减少了氮肥的氨挥发损失，氮肥利用效率提高了18.2%。本研究中，2016—2017年有机无机肥配施较单施有机肥和单施尿素平均氮素利用效率分别提高了33.17%和15.57%，增加了玉米干物质积累量（2017年施肥处理之间差异不显著，可能是因为极端高温天气引起的，2017年黄淮海地区夏玉米季的最高温度达到37.84℃，而且高温持续时间长，造成玉米结实受到影响，2017年平均穗粒数为525.52，相对于2016年平均穗粒数543.53降低了3.31%）。有机无机肥配施较对照、单施尿素和单施有机肥处理增产分别为75.78%、4.64%和8.89%。主要因为有机无机肥配施既可保证土壤长期的氮素供应，又可保证作物短期内的营养需求，减少氨挥发和N2O排放氮素损失，较好地满足了玉米生长发育期间对氮素的养分需求，提高了氮素利用效率，增加了实际穗数（施肥增加了土壤肥力和小区通风透光条件良好提高了玉米双穗率）和穗粒数，提高了玉米籽粒产量。

4 结论

玉米氮素气态损失以NH3挥发损失为主，N2O排放损失较少。基肥和追肥后玉米田土壤氨挥发峰值多出现在施肥后1—3 d，之后迅速下降进入低挥发阶段，整体表现为单施尿素＞有机无机肥配施＞单施有机肥＞对照。施肥后中后期N2O排放速率高于前期排放速率，整体表现为单施有机肥＞有机无机肥配施＞单施尿素＞对照。有机无机肥配施较单施尿素减少了氨挥发损失，较单施有机肥降低了N2O排放，增加了干物质积累、获得了高产，提高了氮素利用效率，是实现夏玉米高产高效可持续生产的一种有效施肥方式。

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（责任编辑 杨鑫浩）

Effects of Combined Application of Manure and Chemical Fertilizers on Loss of Gaseous Nitrogen and Yield of Summer Maize

YANG QingLong, LIU Peng, DONG ShuTing, ZHANG JiWang, ZHAO Bin, LI RongFa, REN Hao, REN Han, HAN XiangFei

(College of Agronomy, Shandong Agricultural University/State Key Laboratory of Crop Biology, Tai’an 271018, Shandong)

【Objective】This study monitored emission regularity and loss of NH3and N2O under different treatments in the summer maize fields on the long-term experiment platform, to explore effective ways to reduce gaseous nitrogen losses in summer maize field in the Huanghuaihai region, in order to provide a theoretical basis for improving the yield of summer maize and fertilizer use efficiency. 【Method】The experiment was conducted with lysimeters in 2016-2017. The maize cultivar of Zhengdan 958 (ZD958) was used as experimented material. The venting method was used to monitor NH3volatilization, and the static box-gas chromatography method was used to monitor losses of N2O under four fertilization modes, including organic manure (M1), organic manure plus chemical N fertilizer (1/2 N from organic manure, 1/2 from urea; U2M2), Urea (U1) and no N fertilizer (CK). The content of nitrogen in M1, U1and U2M2treatment were equal. 【Result】 Loss of gaseous nitrogen in maize field was dominated by NH3volatilization, accounting for 88.55%-96.42% of the total nitrogen gaseous loss and N2O emissions was less. NH3volatilizationwas the highest under U1treatment, with an average of 38.19 kg·hm-2of 2016 and 2017; the lowest treatment with M1was 19.10 kg·hm-2, indicating that single application of organic fertilizer or organic-inorganic combination application could significantly reduce NH3volatilization. N2O emission was highest under M1treatment, which reached an average of 1.65 kg·hm-2, and then 77.42% and 34.15% higher than those of U1and U2M2treatment, respectively. Nitrogen use efficiency of U2M2treatment was the highest, with an average of 58.20%; compared with M1and U1treatment, which increased 32.15% and 15.13%, respectively. The results showed that there was significant difference in yield among different fertilization treatments from 2016 to 2017, which showed U2M2＞U1＞M1＞CK. Compared with the U1and M1treatment in 2016, the yield of U2M2treatment was increased by 3.45% and 5.25%, respectively, and there was no significant difference in yield between U1and M1treatment. Compared with the U1and M1treatment in 2017, the yield of U2M2treatment was increased by 5.83% and 12.53%, respectively, and the yield under U1treatment was significantly higher than that of M1treatment, increased of 6.33%. 【Conclusion】 Compared with single application of urea, organic-inorganic combination application could effectively reduce gaseous loss of nitrogen. Organic-inorganic combination application increased nitrogen use efficiency, dry matter and nitrogen accumulation, and maize grain yield, therefore, it was a reasonable way to increase yield and nitrogen utilization efficiency.

summer maize; organic manure and chemical fertilizers; loss of gaseous nitrogen; grain yield

2017-11-28；

：2018-02-06

国家自然科学基金（31771713，31371576）、山东省现代农业产业技术体系项目（SDAIT-02-08）、国家现代农业产业技术体系建设项目（CARS-02-20）

杨清龙，Tel：0538-8241485；E-mail：yangqinglongsdau@126.com。

刘鹏，Tel：0538-8241485；E-mail：liupengsdau@126.com

10.3864/j.issn.0578-1752.2018.13.004