红壤旱坡花生地氨挥发过程及其影响机制研究

来源 :江西农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tudouaimangguo
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当前,我国农业生产中的氮肥施用在提高作物单产的同时,又因长期不合理的高量投入导致农田氮盈余迅速增加,造成严重的水环境污染和温室气体排放等生态环境问题。氨挥发是氮素进入环境的重要途径之一,不仅降低了氮肥利用率,还严重威胁到了生态环境安全。红壤区是我国重要的农业生产区,坡耕地是红壤区重要的用地类型,降低红壤坡耕地的氨挥发损失对维系区域农业生产可持续发展具有重要意义。花生是红壤坡耕地的夏季主栽作物,种植面积广泛。然而,目前已有对红壤区氨挥发的研究多局限于水田,研究作物多为水稻,对坡耕地特别是旱坡花生地的研究报道鲜见。本研究于2018年在国家级水土保持科技示范园——江西水土保持生态科技园开展红壤旱坡花生地氨挥发试验观测。通过设置不同耕作措施(翻耕、免耕)和不同氮肥管理(施肥、不施肥)处理,开展花生全生育期内的氨挥发过程连续定位观测,研究典型耕作方式与施肥处理下红壤旱坡花生地氨挥发过程,分析花生生育期内的氨挥发时间变化特征及影响因素,探究红壤旱坡花生地氨挥发过程规律及影响机理,明确氨挥发的主要时段、识别关键影响因素。主要研究结果如下:(1)常规翻耕下花生生长季土壤本底氨挥发速率为0.09 kg·hm-2·d-1,累积氨挥发量为9.37 kg·hm-2。施肥后土壤-作物系统氨挥发速率均值为0.20 kg·hm-2·d-1,累积氨挥发量为17.00 kg·hm-2。施用折纯为150 kg N·hm-2尿素,导致氨挥发量增加了7.63kg·hm-2,肥料氮素当季氨挥发损失率达5.1%。(2)无论是翻耕还是免耕处理样地,氨挥发主要集中发生于基肥施用后的半个月及追肥后十天内,且基肥期氨挥发显著高于追肥期。施用基肥后,红壤旱坡花生地氨挥发速率呈现先快速上升、至峰值后逐渐降低、最终于低值区小幅波动的变化特征;氨挥发峰值速率介于0.88~1.55 kg·hm-2·d-1之间,平均为0.20~0.23 kg·hm-2·d-1,整个花生生育期累计氨挥发量为17.00~18.38 kg·hm-2。(3)花生幼苗期氨挥发最为明显、速率最高、累积氨挥发量最多,以整个生育期30%左右的历时贡献了超过50%的氨挥发量,是氨挥发的主要时段。因而要削减红壤旱坡花生地肥料氮素氨挥发损失,应重点关注花生幼苗期。(4)与常规翻耕相比,尽管免耕有助于减小肥料氮素氨挥发损失速率(尤其是施用基肥后十五天内),但免耕导致氨挥发速率峰值有所提前,且在一定程度上延长了中等强度氨挥发时间,总体上使得红壤旱坡花生地肥料氮素氨挥发损失增加了6.9%。(5)通过增强回归树(BRT)方法成功识别了红壤旱坡花生地氨挥发速率及氨挥发累积量的关键影响因素。氨挥发速率关键影响因素为土壤铵态氮、气温、前3天降雨量、土壤硝态氮、施肥后天数,而氨挥发累积量的关键影响因素为施肥量、土壤铵态氮和硝态氮。本研究有利于丰富红壤坡耕地氮循环研究成果,可以为采取针对性的措施削减氮素的氨挥发损失、提高肥料氮素利用率提供科学依据,具有一定的理论和现实意义。
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