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免耕在保障粮食安全生产,增加土壤碳储量,提高耕地质量,促进农业可持续发展中具有重要意义。开展免耕农田不同量秸秆还田覆盖条件下土壤可溶性氮素累积、运移和N2O排放风险的研究,是制定合理的施肥和管理措施、减少农田土壤氮素淋溶和N2O排放的关键。因此,本研究依托吉林省四平市梨树县中国科学院保护性耕作研发基地的连续9年免耕定位试验研究平台,采用田间原位试验和15N稳定同位素示踪的室内控制实验相结合的方法,系统研究免耕秸秆覆盖措施对土壤可溶性氮素积累运移特性和N2O排放的影响。研究结果表明: 玉米整个生育期,0-40cm土层中,NH4+-N含量保持在较低水平,免耕秸秆覆盖(免耕+100%秸秆覆盖,NT-100;免耕+67%秸秆覆盖,NT-67;免耕+33%秸秆覆盖,NT-33;免耕无秸秆覆盖,NT-0)和常规耕作(RT)之间差异不显著;免耕不同量秸秆还田覆盖措施显著增加了土壤NO3--N含量;各处理土壤可溶性有机氮(EON)在玉米生育前期具有少量的积累,之后显著降低,不同处理间差异不显著。 玉米收获后,在0-100cm土壤剖面中,NO3--N是可溶性氮素的主要存在形态,连续9年免耕秸秆还田覆盖导致了土壤NO3--N自耕层向深层剖面的垂直运移和淋溶损失。RT和NT-33处理土壤NO3--N主要累积于20-60cm土层,NT-0和NT-100处理主要累积于40-100cm土层,NT-67处理主要累积于20-80cm土层。各处理土壤NH4+-N库容量在整个剖面中的变化较小,不同处理间差异不显著;土壤EON自耕层至深层呈逐渐降低的趋势,主要累积于0-20cm耕层土壤,不同处理间差异也不显著。 玉米整个生育期内,各处理土壤N2O排放通量均呈先增加后降低的趋势。N2O总排放量为1.39-2.98kg hm-2,且主要集中在苗期和拔节期,两个时期占整个生育期累积排放量的80%以上;拔节期后,土壤N2O的排放量显著降低。与常规垄作相比,免耕不同量秸秆还田覆盖措施增加了土壤N2O的累积排放量,但处理间差异不显著。土壤N2O排放主要来自于硝化过程的贡献,平均占整个硝化-反硝化作用过程的90%以上;与土壤N2的排放相比,N2O排放比例较小,土壤N2O总的排放通量占N2O和N2二者之和的比值不到10%。