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摘要
设施菜地因水肥投入高而导致大量N2O排放已成为当前研究热点。N2O作为主要温室气体之一,探寻N2O减排潜力不仅可为设施菜地碳减排方案的制定提供一定参考,还可为实现我国“双碳”目标提供科学依据。本研究以京郊典型设施黄瓜-番茄系统为研究对象,通过田间试验与DNDC模型相结合的方法,基于田间观测数据对模型进行校验,然后以农民常规种植模式为基线情景,改变田间管理措施(灌溉方式、施氮量、有机肥替代化肥等)和调控土壤理化性质[土壤有机碳(SOC)、pH等]为替代情景,运用DNDC模型通过1250次模拟得到单一情景和多组合情景下N2O排放量,并评估其减排潜力。结果表明, DNDC模型能够较好地模拟设施菜地土壤温湿度、蔬菜产量和N2O排放量。基线情景下N2O排放总量为12.18 kg(N)·hm-2。单因子情景分析表明,设施菜地N2O减排潜力变幅为12.23%～17.58%。敏感性指数显示N2O排放对土壤pH调控和化肥减施的响应比对其余单因子较为敏感,其中相比于基线情景, 1.2倍土壤pH情景和减施30%化肥情景N2O排放量分别降低15.60%和14.86%。多组合因子情景表明,与基线情景相比,同时采用滴灌、减少30%的化肥施氮量和减施30%有机肥组合情景,可降低31.69%的N2O排放。而相同组合在低SOC及高pH的土壤情景中N2O减排潜力可进一步降低,达到55.58%[6.77 kg(N)·hm-2]。可见, DNDC模型可较好地模拟田间环境,克服田间试验中有限的处理设置和较高的监测成本等局限性,从而为设施菜地N2O排放定量评估和减排评价提供了一个较好的解决方案。DNDC对设施菜地N2O排放的单因子情景和组合情景的模拟结果表明,结合土壤理化性质调控和水肥管理措施优化具有较大的N2O减排潜力。
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