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不同减氮措施对设施蔬菜地N2O排放和土壤氮素积累的影响认领

被引量： 5

作者：

张元璐

学位授予单位：

石河子大学

摘要：

【目的】近年来,设施蔬菜的种植面积呈现持续增长的态势,由于其生态环境与大田粮食生产不同,尤其是氮肥过量投入,从而导致的一系列生态环境问题,比如氮素积累、氨挥发与N2O排放、氮素淋溶损失等问题。其中,以N2O排放和土壤氮素积累的问题最为突出,而目前国内对这两个问题在设施蔬菜地上的系统观测较少,N2O排放特征与土壤硝态氮积累规律尚不清晰。因此,本研究以北京郊区典型设施蔬菜—番茄-甘蓝种植模式为例,从2014年2月-12月进行高密度的原位连续观测,为设施蔬菜即能保证产量,又能够保护生态环境的优化管理技术的提出提供科学依据。【方法】通过静态箱—气相色谱法和田间监测,研究不同氮肥施用措施(农民常规施肥FP、减量施氮OPT、减量施氮+秸秆还田OPTS、减量施氮+硝化抑制剂OPTD、对照CK)对N2O排放与土壤氮素积累的影响。【结果】(1)明确了设施菜地土壤N2O生长季与轮作周期内排放规律。整个生长季,除基肥施用后排放峰持续7-10天外,施氮肥处理在施肥+灌水事件后土壤N2O排放呈现出一段短而急促的排放峰,排放峰持续3-6天。OPT,OPTS,OPTD化肥氮量相对于FP减少了60%,整个轮作周期内N2O排放总量分别减少了44.93%,49.38%和63.78%,说明这3种减氮措施均能降低N2O的排放,其减排效果分别为OPTD>OPTS>OPT。各处理N2O排放系数在0.29-0.74之间,均低于IPCC 1%的推荐值。(2)初步确定了N2O排放的影响因素。土壤无机氮含量与N2O排放变化趋势基本一致;番茄生长季N2O排放通量与土壤孔隙含水量(WFPS)显著相关,甘蓝生长季N2O排放通量与土壤温度显著相关,表明春夏季蔬菜N2O排放主要受土壤湿度影响,而秋冬季蔬菜N2O排放主要受土壤温度影响。(3)通过对番茄-甘蓝种植模式下土壤表层硝态氮积累的研究发现,减氮措施相对与农民常规施肥处理能够有效减少0-20cm土层硝态氮增加量,试验前后CK,FP,OPTS处理的表层积累量有所增加,分别增加了19.05 kg hm-2,191.05 kg hm-2,55.56 kg hm-2;OPT,OPTD处理的表层积累量有所减少,分别减少了45.47 kg hm-2,69.15 kg hm-2。焖棚事件使土壤表层硝态氮积累量迅速增加。各处理土壤NO3--N在表层含量最高,在0-100 cm剖面均呈逐渐减少的趋势,且在80-100cm土层中仍然保持较高水平;在0-100cm土层中,有超过50%的硝态氮积累总量在40cm土层以下,说明设施蔬菜地存在氮素淋洗量高的风险。【结论】减量施氮的3个处理与农民常规施肥处理相比,产量之间没有差异性。从产量、土壤N2O排放和氮素积累3个方面综合分析,相对于其他减氮处理而言,减量施氮+硝化抑制剂处理(OPTD)能够在保证产量的前提下,最有效的减少N2O排放和土壤0-100cm土层硝态氮积累量,是一种值得推广的措施。

摘要译文

关键词：

设施蔬菜地; 土壤N2O排放; 硝态氮积累

学位年度：

2015

学位类型：

硕士

学科专业：

农业推广（专业学位）

导师：

张凤华王立刚

中图分类号：

S626[蔬菜设施园艺]

学科分类号：

082803[农业生物环境与能源工程];090205[设施园艺学]

D O I：

10.7666/d.D718431