不同施氮措施对菜地N2O排放的影响

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N2O是重要的温室气体之一,由此引起的全球变暖和臭氧层破坏是当今重要的环境问题。农业土壤是N2O排放的重要排放源,随着种植业结构的调整,菜地面积逐渐扩大,对菜地N2O排放通量、排放规律及影响因素的研究对于准确估算区域乃至全国农田N2O排放、制定排放清单都具有重要意义。本研究试图通过培养试验与大田、土柱相结合的方法初步探讨:不同氮肥品种对黄棕壤N2O排放的影响:黄棕壤与潮土两种土壤氮肥的反硝化气态损失量的确定;不同的施氮水平对以黄棕壤为供试土壤的菜地N2O排放的影响。得出以下相关结论:1.土壤中化学氮肥的施入是大气中N2O的重要来源。不同的含水量的条件下,氮肥的施入促进了土壤N2O的排放量。氮肥品种间的N2O排放量显著差异(P<0.05)。在不同的土壤含水量条件下,尿素的N2O排放量显著高于碳酸氢铵和硫酸铵,占施肥量的0.40%-6.46%。硫酸铵的N2O排放量在土壤含水量为35%时显著高于碳酸氢铵,占施肥量的2.95%。2.无论施肥与否土壤水分含量与土壤N2O排放呈显著正相关(F=1913.48,P<0.05)。随着土壤含水量的增加,土壤N2O的排放量显著增大;同时氮肥的N2O-N气态损失量和占施肥量的百分比也随着土壤含水量的增加而增大,并且在高含水量条件下加大了不同肥料间的N2O排放差异。说明在控制了其他影响因素的情况下,土壤水分含量是供试土壤N2O排放的主要驱动因素。3.土壤类型对N2O的排放影响很大。黄棕壤施入肥料的处理的N2O排放量和反硝化损失量显著高于未施肥的处理(P<0.05)。施入肥料后,潮土的N2O排放量和反硝化损失量均未显著增加,说明氮素不是该土壤N2O排放的限制因子。4.无论施肥与否黄棕壤和潮土两种土壤N2O排放随时间的累积量和反硝化随时间累积量均符合修正后的Elovich方程y=bln(t)+a。5.菜地土壤的N2O排放通量日变化规律基本为:上午9:00或中午13:00出现排放高峰,下午16:00出现最低点。季节变化表现为:春季4月-6月出现排放高峰,夏季7月-8月排放较低,而秋冬季10月-12月则排放较夏季排放略高,且排放较为平稳。6.在土柱和大田的试验中,随着施氮量的增加土壤N2O的排放量也随之增加,氮肥施用量与N2O排放量之间有极显著的相关性(r2=0.800,P<0.01,n=36土柱;r2=0.757,P<0.01,n=15大田),当过量施入氮肥时,土壤的N2O排放量显著增加(P<0.05),N2O的最高排放量为:4.98 kg/ha。氮肥的N2O-N气态损失量基本也是随施氮量的增加而增大,范围在0.260-2.093 kgN/ha之间。氮肥的N2O排放系数与氮肥的施用量没有明显的相关性,范围在0.13%-2.04%之间,这说明了土壤N2O排放的时空差异性,因而在编制N2O排放清单时要尽可能采用当地当季的排放系数。7.在适宜的施氮水平条件下(土柱N-3处理和大田N-3处理),增加氮肥施用量可以显著增加蔬菜的产量,同时使N2O的排放量维持在较低的水平。土柱试验中产量与N2O排放量之间相关性极显著(r2=0.583,P<0.01,n=36),大田试验产量与N2O排放量之间相关性显著(r2=0.540,P<0.05,n=15)。施氮量对菜地土壤N2O的排放影响很大,因而在制定减排措施时,应该充分考虑其对N2O排放的影响。
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