沼液替代化肥对小麦-玉米轮作温室气体排放及温室效应的影响

尹高飞，王小非，沈仕洲，杜会英，巴士迪，张克强*

（1.农业农村部环境保护科研监测所，天津 300191；2.河南省农业科学院，郑州 450002）

CO2、CH4和N2O是最重要的3种温室气体，它们对全球变暖的贡献率分别达到60%、15%和5%[1]。据估算，大气中每年有5%～20%的CO2、15%～30%的CH4和80%～90%的N2O来源于土壤[2-3]。除了气候条件和土壤特性外，农业管理措施例如施肥、水分管理方式、种植方式和耕作方式也是影响农田温室气体排放的重要因素[4-7]。

目前，在华北地区普遍存在通过高灌水量（90～690 mm·a-1）[8]和高施肥量（500～700 kg N·hm-2·a-1）[9]来维持作物产量的现象，而过量用水和过度施肥对温室气体的排放会产生较大影响。有机肥作为化肥的一种替代形式，其因能够改善土壤的理化性质和提高作物产量而被广泛应用[10]。沼液作为一种含有大量氮、磷、钾等营养元素的液态有机肥[11]，速效养分含量高，不仅可以使养殖废弃物得到有效利用，且其中含有大量可溶性有机碳[12]，还可以增加土壤有机质含量。除此以外，沼液中99%都是液体，施入土壤的同时可以增加土壤水分[13]。

目前已有很多学者研究了沼液施用对农田温室气体排放规律的影响[14-17]，如孙国峰等[14]研究表明猪粪沼液替代化肥降低了稻田N2O的排放，但稻田的全球增温潜势显著增加；黄红英等[13]将施用沼液与化学氮肥相比，发现沼液施用提高了稻田N2O的排放量；靳红梅等[15]研究发现追施猪粪沼液后，CH4和N2O排放速率和总量增加；另有学者研究发现沼液替代化肥处理分别降低了25.39%的麦季全球增温潜势[16]；也有学者仅仅研究了沼液施用条件下CO2和N2O的排放[17]。而针对沼液连续灌溉华北平原小麦-玉米轮作条件下土壤CO2、CH4和N2O 3种温室气体排放的全面研究则鲜有报道。

为此，本研究开展了为期两年的沼液完全替代化肥试验，对沼液施用后华北平原小麦-玉米轮作体系的土壤理化性质、农田温室气体排放规律及综合增温潜势（GWP）进行测定，并计算了温室气体排放强度（GHGI），以期来确定合理的沼液灌溉模式来保证作物产量。本文旨在为建立高产高效的、具有良好经济和生态效益的综合农业管理措施提供实践指导和数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2015年10月至2017年10月在河北省徐水县梁家营村（38°56′N，115°32′E）进行，该区属东部季风暖温带半干旱气候区，气候温和，四季分明，年平均温度11.9℃，年平均降水量546.9 mm，年平均日照时数为2 744.9 h，年无霜期平均184 d，该区域主要种植作物体系为冬小麦-夏玉米两熟制轮作。

试验田土壤类型为潮褐土，耕层土壤质地为砂壤土。试验前耕层（0～20 cm）土壤容重1.51 g·m-3，总氮为 1.44 g·kg-1，总磷为 0.70 g·kg-1，有效磷为 22.53 mg·kg-1，硝态氮为16.45 mg·kg-1，铵态氮为 1.02 mg·kg-1，可溶性有机碳为9.42 mg·kg-1。

1.2 试验设计

试验采用随机区组设计，设置6个处理，具体操作方式见表1。每个处理3次重复，小区面积51 m2（8.5 m×6 m），小区间田埂宽1 m。实验设计如表1所示。试验供试小麦为济麦22，玉米品种为郑丹958。采用人工条播，供试沼液是试验田附近的奶牛场养殖废水厌氧发酵的，清水与沼液按体积比例配比，沼液配比后用水泵通过PVC地下管道施入农田。习惯施肥处理（CF）中，N肥为尿素，磷肥为过磷酸钙。小麦期在种植前施用底肥，施N量为150 kg·hm-2，拔节期追施N肥150 kg·hm-2；玉米根据当地农民的习惯只施用基肥没有追肥。灌水时间（表2）为小麦季越冬期、拔节期、抽穗期、灌浆期，玉米种植后，所有处理灌水量及灌水次数相同，灌溉量为83 mm，用超声波管式流量计来精确控制灌水量，灌溉误差在1%以内。试验小区内病虫害及杂草防治按当地一般农田管理方式进行。

表1 冬小麦-夏玉米轮作试验设计Table 1 Winter wheat-summer maize rotation experiment design

供试沼液来自奶牛场粪污厌氧发酵，牛场采用干清粪清便工艺，奶牛粪便进入厌氧发酵罐经过厌氧发酵后排放到沼液池中贮存，经过2∶1比例稀释后通过PVC管道输送到农田用于灌溉，供试沼液水质特征如表3所示。

1.3 样品采集与分析

1.3.1 气体采集及测定

采用静态箱-气相色谱法，采样箱由PVC制成，规格为长20 cm×宽10 cm×高10 cm，底座规格为长20 cm×宽10 cm。采样时间为上午的8:00—11:00，采样前将采样箱垂直安放在底座5 cm深的凹槽内加水密封，采样箱内设置风扇用来混匀箱内气体，用20 mL一次性注射器分别于0、10、20、30 min采集气体4次贮存于20 mL的真空顶空瓶中。每次施肥前1 d、施肥后1、3、7 d进行样品采集，之后每两周监测一次。CO2、N2O和CH4等浓度用Thermo Trace 1300型气相色谱仪测定，CO2和CH4检测器为热导检测器（TCD），N2O检测器为63Ni电子捕获检测器（ECD），色谱柱为80/100目PorapakQ填充柱，进样器、检测器以及填充柱的温度分别为100、300℃和65℃，载气为95%氩气+5%甲烷混合气，流速为40 mL·min-1。

表2 2015—2017年冬小麦-夏玉米轮作耕作时间Table 2 Crop management details for all treatments in 2015—2017

表3 供试沼液水质基本特征（稀释前）Table 3 The basic water quality characteristics of biogas slurry

气体排放通量计算公式:

式中:F为排放通量，CO2排放通量单位为kg·hm-2·d-1，N2O排放通量单位为g·hm-2·d-1，CH4排放通量单位为g·hm-2·d-1；ρ为标准状态下气体密度，kg·m3；V是采集箱内有效空间体积，m3；A为采集箱覆盖的土壤面积，m2；Δc为气体浓度差；Δt为时间间隔，h；Δc/Δt通过4次采样样品浓度数据斜率；T为采样时箱内温度，℃。

1.3.2 土壤样品的采集测定

土壤样品与气体样品采集同时进行，小区内随机采集3处表层5 cm土壤样品进行混匀并进行测定。土壤含水量采用烘干法进行测定，土壤氨态氮、硝态氮采用2 mol·L-1氯化钾浸提用吉田流动注射分析仪测定（中国，FIA-6000+）；土壤可溶性有机碳采用Elementar TOC仪（德国，Vario）测定。

1.4 数据分析与处理

气体累计排放量计算公式为:

式中:Ec为气体累积排放量，kg·hm-2；F为CO2、N2O和CH4的排放速率或吸收速率，kg·hm-2·d-1；i代表采样次数，t为采样时间。

全球增温潜势（GWP）计算公式:

式中:∫CO2为CO2累积排放总量，kg C·hm-2；∫N2O为N2O累积排放总量，kg N·hm-2；∫CH4为CH4累积排放总量，kg C·hm-2。

温室气体排放强度计算公式:

GHGI（kg CO2eq·kg-1grain）=GWP/Y

式中:GWP为全球增温潜势，kg CO2eq·hm-2；Y为单位面积平均产量，kg·hm-2。

本文数据用Excel计算，应用Origin作图，ANOVA应用SPSS 18.0软件进行各影响因素相关性分析以及方差分析，采用最小显著法（LSD）进行差异显著性比较。

2 结果与分析

2.1 轮作期土壤温度、大气温度以及WFPS动态变化

从图1中可以看出，小麦-玉米轮作期内温度变化较大，小麦越冬期温度较低，WFPS达到80%～90%左右。小麦返青后，温度逐渐升高，水分蒸发量加大，且随着作物生长需要大量水分，WFPS逐渐下降，但每次沼液灌溉后，WFPS也逐渐上升。玉米季温度较高，水分一部分被蒸发，一部分被作物吸收利用，所以玉米季WFPS较低。

2.2 沼液灌溉对农田土壤温室气体排放通量的动态变化

不同处理对小麦-玉米生育期内CO2排放通量随时间的变化如图2（a）所示。不同处理CO2排放规律基本一致，沼液灌溉并没有明显改变土壤CO2排放规律。与CK相比，沼液灌溉处理均提高了CO2的排放。小麦越冬期，各处理之间差异不显著，2014—2016年平均排放通量为 1.45～3.81 kg·hm-2·d-1。随着温度的上升，CO2的排放通量在小麦的灌浆期达到排放高峰，且各处理之间 T4＞T3＞T2＞T1＞CF＞CK。CO2排放高峰均出现在小麦、玉米季沼液灌溉后第1 d以及7、8月份玉米季（高温多雨）。小麦季在2015年、2016年各处理中CO2排放通量变化范围分别为1.39～21.00、1.49～25.65 kg·hm-2·d-1。玉米季高温多雨，CO2排放通量明显高于小麦季，7、8月份CO2的排放通量达到最大值，玉米季在2015年、2016年排放通量变化范围分别为3.46～23.82、3.88～25.32 kg·hm-2·d-1。

小麦季在2016、2017年各处理中N2O排放通量变化范围分别为-3.01～19.99、0.23～11.87 g·hm-2·d-1。从图2（b）中可以看出小麦季N2O随时间的变化呈现出明显的季节变化规律。小麦越冬期，各处理之间N2O的排放没有显著性差异，但是随着温度的升高，沼液灌溉处理中N2O的排放显著高于CF处理高于CK处理，小麦季N2O的排放高峰出现在4月份，CF、T1、T2、T3、T4处理在2016年的峰值分别为 13.09、8.20、14.69、18.46、19.99、13.09 g·hm-2·d-1，2017年分别为10.54、8.59、13.55、16.76、18.56 g·hm-2·d-1。玉米季农田土壤N2O在2016、2017年中各处理N2O排放通量变化范围分别为0.43～16.54、0.9～18.55 g·hm-2·d-1。玉米季N2O的排放峰在灌溉后的第1 d，玉米季N2O的排放高于小麦季，从整体来看，T4处理高于其他处理。

图1 土壤WFPS、大气温度、土壤温度、降雨量动态变化Figure 1 Dynamic changes of soil WFPS，air temperature，soil temperature and amount of precipitation

2015年和2016年小麦生育期CH4吸收通量的波动范围在-0.15～0.52、-0.24～0.48 g·hm-2·d-1之间。由图2（c）可知，每次沼液灌溉后都伴随着CH4不同程度的排放，CH4排放高峰出现在沼液灌溉后1 d，随后逐渐降低，从整个生长季来看，施肥对各处理CH4排放通量没有显著的影响，整体表现为土壤对CH4的吸收。2015年、2016年玉米季CH4排放通量变化范围分别为-0.15～0.50、-0.19～0.55 g·hm-2·d-1。

图2 2015—2017年小麦-玉米轮作温室气体排放通量的动态变化Figure 2 Dynamic changes of greenhouse gas emissions of wheat-maize rotations in 2015—2017

2.3 不同处理对土壤NH+4-N、NO-3-N、DOC含量的动态变化

图3 （a）中NH+4-N含量不同处理间表现出一定的差异性。2015年和2016年小麦的越冬期，沼液灌溉处理显著高于CK和CF处理，其他时期NH+4-N的含量差异性不显著，土壤NH+4-N的含量随着灌溉次数增加而增加但均低于小麦越冬期。2015、2016年各处理土壤平均NH+4-N含量范围为2.4～5.38、2.45～6.28 mg·kg-1。

图3（b）中NO-3-N含量的变化受N素输入影响较大，各处理中NO-3-N的含量随着时间推移而逐渐增加。小麦越冬期和拔节期，常规施肥处理NO-3-N的含量高于沼液灌溉处理，但随着小麦的生长，T3和T4处理NO-3-N含量逐渐上升；玉米季各处理间没有显著性差异。2015、2016年各处理土壤平均NO-3-N含量范围为6.13～22.19、5.82～20.76 mg·kg-1。整个轮作期内，NH+4-N和NO-3-N呈现出此消彼长的趋势。

图3 2015—2017年小麦-玉米NH+4-N、NO-3-N、DOC的动态变化Figure 3 Dynamic changes of NH+4-N and NO-3-N and DOC of wheat-maize rotation in 2015—2017

沼液灌溉后土壤DOC含量迅速增加，小麦-玉米轮作期内，各处理DOC含量T4＞T3＞T2＞T1＞CK＞CF，沼液灌溉处理明显增加土壤DOC含量，而施用化肥处理（CF）显著降低了土壤DOC含量。

2.4 温室气体排放与各影响因子之间的相关性分析

通过Pearson相关性分析表明（表4），CO2排放量与大气温度和土壤DOC含量（P=0.395）呈显著正相关，和土壤NH+4-N含量（P=-0.440）呈显著负相关；N2O排放通量和WFPS（P=0.293）、大气温度（P=0.313）、土壤DOC（P=0.332）、土壤NO-3-N含量（P=0.280）呈显著正相关；CH4和WFPS（P=0.325）呈显著相关性。

2.5 沼液灌溉对温室气体累积排放量的影响

从表5中可以看出，在冬小麦-夏玉米轮作周期中，T3和T4处理与CF相比全球增温潜势（GWP）没有显著性差异，T1和T2处理和常规施肥相比显著降低了GWP，2016年T1和T2处理分别降低了15.39%和11.32%；2017年分别降低了5.67%和0.31%；针对产量进行分析，2016年和2017年产量T2、T3、T4和CF处理相比差异性不显著，其中T4处理在2016年产量比CF处理提高了4.12%；温室气体排放强度T3、T4和CF连续两年差异性不显著，2016年T1和T2处理与CF处理相比显著降低了0.56%，2017年T2处理和CF处理相比差异性不显著。

表4 3种温室气体排放通量与各因子之间的相关性Table 4 Correlation between three greenhouse gas emission fluxes and various factors

表5 2015—2017年不同处理温室气体累计排放量、全球增温潜势及温室气体排放强度Table 5 The cumulative effect of different treatment of greenhouse gas emissions，global warming potential，and greenhouse gas emission intensity in 2015—2017

3 讨论

3.1 沼液灌溉对农田温室气体排放的影响

农田CO2的排放实际是土壤中生物代谢和生物化学过程等所有因素的综合产物[18]。试验CO2排放速率均为正值，是CO2的源，这与其他学者在华北平原得到的结果一致[19]。本试验小麦季CO2排放通量范围是1.39～25.65 kg·hm-2·d-1，和其他学者在华北平原研究结果（1.31～63.31 kg·hm-2·d-1）基本一致[19-21]，但略低于其研究结果主要原因是试验区域的DOC含量较低，相关性分析表明，土壤中的CO2排放与土壤DOC含量呈显著正相关（P＜0.05）。部分研究表明施用有机肥会增加CO2的排放[22-24]，本研究表明沼液灌溉和施用化肥处理之间差异性不明显，这与陈永根等[25]的研究结果一致。温度是影响CO2的重要影响因素，主要表现在对土壤微生物和根际呼吸酶活性上，从而影响土壤的生化反应速率[26-27]，相关研究表明，土壤释放的CO2有85%～90%是由于土壤微生物活动产生。小麦越冬期由于温度较低，土壤微生物活性较弱，CO2排放通量较小，各处理间差异不明显。2015年和2016年小麦越冬期CO2排放速率分别为1.45～3.81 kg·hm-2·d-1和1.56～3.53 kg·hm-2·d-1。4月小麦进入拔节期，此时CO2的排放随着温度的升高而升高，随着沼液的施入促进了作物快速生长和根系活动，CO2达到第一个排放高峰。5月和6月达到了小麦季的第二个和第三个排放高峰。2016年和2017年小麦季的排放高峰分别为19.89 kg·hm-2·d-1和25.65 kg·hm-2·d-1。CO2排放通量的季节性变化与温度的季节性变化规律极度吻合，玉米季高温多雨，CO2排放通量明显高于小麦季。随着玉米的生长，尽管此时没有养分的输入，但是到8月份时CO2的排放通量达到最大值，生长后期一直维持在一个较高水平。到成熟期，由于死亡的根系和植株地上、地下部凋落物的增加，为微生物活动提供了较多的有机质，因此收获期间的CO2排放通量会出现一个小的排放峰。

农田N2O是在微生物作用下通过硝化和反硝化产生的[28]，这些过程主要受施肥、灌溉、土壤理化性质和气候条件的影响。本试验N2O的排放通量分别为-3.01～11.87 g·hm-2·d-1，与陈永根等[25]、刘平丽等[29]针对沼液灌溉后N2O排放研究结果基本一致，主要是因为沼液中不仅含有大量的N素，同时沼液灌溉使土壤处于厌氧状态，为反硝化作用提供充足底物且处于适宜的反应条件。2015年小麦越冬期出现了土壤N2O吸收的现象，数值范围为-3.01～-0.77 g N2O-N·hm-2·d-1，相关研究表明，当土壤处于一种N素含量较低的干燥环境中，会出现土壤对N2O吸收的现象[30]；也有研究发现在较低的矿质N及较高的土壤水分含量条件下，硝化与反硝化过程中产生的N2O会进一步被还原为N2，因而会出现N2O吸收现象[31-32]。从图中可以看出，施肥和灌溉可以显著提高N2O的排放，这主要是由于施肥为作物生长提供了需要的养分，而灌溉为反硝化微生物创造了良好的厌氧环境，提高了N2O的排放。Keller等[33]的研究指出，在50%～80%WFPS的范围内，N2O排放通量随着WFPS呈对数增长的模式，丁军军等[34]研究发现WFPS在70%的水分条件下排放的N2O显著高于WFPS在50%的情况，这与本实验得到的结果相似，通过相关性分析得知，N2O的排放与WFPS显著相关。研究表明氮肥和水分是农田N2O排放的最主要影响因素[35]，其中有机质也是N2O产生的驱动因子[22]。除越冬期外，各处理灌溉后的第1 d，土壤N2O排放水平均出现显著性差异（P＜0.01），说明沼液中的N肥可以促进农田N2O的排放。夏季N2O排放通量会大于冬季，这是由于反硝化过程与细菌、真菌以及有关酶活性等密切相关[36-40]，从而促进N2O的排放。小麦进入返青期，追肥和灌溉后很快出现了第一个N2O的排放高峰，这是因为在此期间高灌溉量和N素的输入使土壤有丰富的N源和适宜的水分含量，土壤处于适宜排放N2O的水平。2016年和2017年小麦季的排放高峰分别为19.99 kg·hm-2·d-1和 11.87 kg·hm-2·d-1，但随着时间的推移各处理N2O排放水平逐渐降低，表明N肥和水分的输入只会造成N2O排放水平的短暂性升高并不会产生长期影响。之后的抽穗期和灌浆期小麦生长迅速，土壤中的N素不断被小麦植株吸收，土壤N2O排放通量比较低。且抽穗期和灌浆期N2O排放峰值均低于返青期，这是由于在此期间是清水灌溉，没有带入大量的营养元素。夏玉米生育期土壤温度普遍高于小麦季，排放高峰也同样是发生在灌溉后，玉米季的N2O排放通量在灌溉后第3 d依然保持在较高水平，施入的沼液使土壤中的有机氮矿化增加[41-42]，在适宜的土壤水分条件下N2O排放较高。

当土壤中CH4浓度低于大气中CH4浓度时，在浓度梯度作用下引起CH4的负排放，本试验结果表明华北平原的土壤为CH4的“汇”，与宋丽娜等[19]、齐玉春等[43]、张雪松等[44]得到的结果一致。这主要是由于CH4在土壤中的排放和吸收受到施肥、灌溉、耕作、土壤理化特性、气候季节性变化规律的影响[45-46]。小麦越冬期进行了第一次沼液灌溉，一方面使土壤处于厌氧环境，另一方面土壤中NH+4-N和NO-3-N的含量迅速增加抑制土壤对CH4的吸收[47]，从而促进了CH4的排放。但随后逐渐降低，由于温度条件的限制，越冬期CH4的排放处于较低水平，各处理之间差异不大。4月小麦进入拔节期后，随着沼液第二次的输入以及温度的回升，CH4出现第二个排放高峰，此时CH4的排放峰值达到 0.05 g·hm-2·d-1和 0.12 g·hm-2·d-1。当小麦进入生长后期，由于水分和N素的消耗，CH4的排放高峰低于小麦的拔节期。玉米季由于沼液的施入，CH4又出现一个排放高峰，玉米生长后期，各处理之间没有显著性差异。

3.2 沼液灌溉对土壤理化性质的影响

小麦-玉米轮作周期内，不同处理中NH+4-N由于养分输入的含量与时间的不同表现出一定的差异性。2015年和2016年小麦的越冬期，沼液灌溉处理显著高于CK和CF处理，这是因为沼液中含有大量的N营养元素，其中氨态氮所占的比例较高[48]。2016年沼液灌溉处理和施用化肥处理差异性不明显可能是由于尿素转化为NH+4-N较快。其他时期NH+4-N的含量均低于小麦越冬期，是因为小麦进入快速生长时期，对N素及各种养分的吸收利用也进入快速吸收阶段，所以土壤中NH+4-N含量也较低。另外在除沼液灌溉的其他时期也会出现不同程度的小高峰，这是由于不同程度的降雨导致土壤中NH+4-N含量增加，华北平原地区以氨态氮沉降为主，沉降量为3.76 mg·L-1[49]。施肥和沼液灌溉后土壤NO-3-N含量没有迅速上升，而是在第7 d后达到最大值，这是因为N素主要是以NH+4-N的形式进入土壤，通过土壤微生物活动和各种生化反应NH+4-N逐渐向NO-3-N转化。由于沼液中含有大量的有机物，因此沼液灌溉后土壤中DOC含量迅速增加，各处理中DOC含量具有显著差异性，T4＞T3＞T2＞T1＞CK＞CF，表明沼液灌溉可以显著提高土壤DOC含量，多数研究表明有机肥为土壤微生物提供碳源，因而能够明显提高土壤溶解性有机碳的含量，且效果优于单施化肥[50-53]。本研究表明施用化肥会降低土壤DOC含量，这是因为单施化肥会加速土壤中有机碳的分解，降低土壤中的碳氮比[54]，加速土壤原有有机碳的分解，使土壤中有机碳的矿化受到抑制，并减弱微生物活性，从而使土壤中可溶性有机碳含量较低[55]；有研究表明[56]，单施化肥会造成作物的根茬残留量较低，使土壤易氧化有机质和难氧化有机质均有所消耗，造成有机质总量下降。

3.3 沼液灌溉对作物产量以及农田温室效应的影响

农田水肥管理是在保证产量的前提下对温室气体进行合理减排[57-58]。本研究表明，沼液灌溉处理和常规施肥相比产量没有显著性差异，且沼液灌溉可以明显提高土壤有机质含量以及养分含量，为作物生长提供充足的能源。GWP主要以N2O为主，它在大气中存在时间较长，且增温潜势远高于CH4，华北平原旱地土壤CH4主要以吸收为主，对环境是有利的。沼液含有丰富的氮磷钾等营养元素和微量元素等营养物质，能够满足作物正常生产。同时沼液作为有机肥可以将作物未吸收利用的N素转化为有机氮，当作物需N量增加时，微生物群体释放出所固定的N素供作物生长[59-60]，从而提高作物产量[61]。本试验针对作物产量进行分析，发现沼液灌溉和常规施肥处理差异性不大，因此本试验条件下沼液可以替代化肥施用于农田。温室气体排放强度（GHGI）是将温室效应与作物产量相结合来评价综合温室效应。本研究中，T2处理连续两年的GWP低于常规施肥处理，产量和常规施肥处理没有显著性差异，且2016年GHGI与常规施肥没有显著性差异，在2017年显著降低。由此可见，T2处理（小麦季2∶1沼液灌溉2次，玉米季2∶1沼液灌溉1次，施N量为315 kg·hm-2）为最优选择，在保证产量的前提下，GWP也没有显著增加，所以T2处理能够实现作物产量与环境效应的统一，可作为华北平原农田推荐的一种管理模式。

4 结论

（1）沼液灌溉没有改变轮作周期内土壤温室气体排放通量的季节性变化规律，但会造成短时期内排放通量的增加。

（2）沼液灌溉处理提高了土壤可溶性碳和氨态氮的含量，为作物生长提供所需能源，而施用化肥会造成土壤可溶性碳降低。

（3）针对作物产量进行分析，沼液灌溉处理（T2、T3、T4）和常规施肥处理没有显著性差异；全球增温潜势中，T3和T4处理与常规施肥（CF）没有显著性差异，T1和T2与常规施肥（CF）处理相比显著性降低；温室气体排放强度T3、T4和常规施肥处理连续两年差异性不显著，T1和T2处理与常规施肥（CF）相比显著性降低。

（4）综合考虑GWP与作物产量的因素，T2处理（小麦季2∶1沼液灌溉2次，玉米季2∶1沼液灌溉1次，施N量为315 kg·hm-2）为最优选择。