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本研究于2005~2007年在中国科学院红壤生态实验站(江西省鹰潭)通过对农田小气候要素和湍流的观测及对大气和雨水中氮化物的分析,利用能量平衡法计算得出大气氮沉降输入农田生态系统的通量和干沉降速率。通过马唐-冬萝卜连作及对红壤旱地生态系统中主要氮化物输入量(如大气沉降、施肥、灌溉水)和输出量(如作物吸收总氮量、施肥后NH3挥发、径流、淋溶)的观测,分析了大气氮素干湿沉降的特征,评估了大气氮沉降输入在红壤旱地牧草(马唐)-蔬菜(冬萝卜)连作生态系统氮素平衡中的贡献。1红壤旱地大气氮干沉降特征(2005年)1.1大气NOx、NH3和HNO3气体干沉降速率均呈现明显的昼夜变化,白天较高,夜晚较低。NOx、NH3、粒子NOx/NH3和气体HNO3的Vd时均值变化分别为0.05~0.23、0.17~0.34、0.05~0.41和0.62~1.27 cm/s。1.2一年中大气干沉降NOx、NH3、粒子NOx/NH3和气体HNO3的Vd日均值的平均值分别为0.12、0.25、0.17和0.88 cm/s,其Vd日均值呈现明显的季节性,其中NOx、NH3、粒子NOx/NH3的干沉降速率冬季较大,而气态HNO3的则相反。1.3红壤早地干沉降氮最大值区间为10.06~11.50 kg/hm2,出现在2~4月。每月干沉降输入氮为3.20~11.15 kg/hm2,占大气沉降氮素总输入的34.56%~87.74%,其中气态氮以NH3沉降为主,占气态N沉降的43.02%~89.89%(均值为71.05%);粒子态氮以NOx为主占粒子态N的33.67%~94.54%(均值为61.01%)。2红壤旱地大气氮湿沉降特征2005年降雨总量为1843.4mm,主要集中在2~6月份,占总降雨量的67.33%。每月通过湿沉降(雨水)向红壤旱地生态系统输入氮为0.50~8.45 kg/hm2,其中以7月和11月份较高。3红壤早地大气氮沉降通量2005年通过大气沉降向红壤旱地生态系统输入总氮132.6 kg/hm2,其中干沉降输入82.63 kg/hm2,占大气总氮沉降的67.94%。4红壤旱地氮素平衡特征马唐生态系统在肥料氮输入0~230 kg/hm2的情况下,红壤旱地氮素均出现盈余,盈余为4.33~124.76 kg/hm2。冬萝卜生态系统在肥料氮输入0~250 kg/hm2情况下,除施肥量70 kg/hm2的红壤旱地亏失氮素11.52 kg/hm2外,其他处理红壤旱地均出现盈余,盈余量为2.16~75.99 kg/hm2。5大气氮沉降/干沉降输入在红壤旱地生态系统氮素平衡中的贡献5.1马唐生长期间,大气沉降氮量为26.28 kg/hm2,对马唐生态系统氮素总输入和总输出的贡献分别为10.25%~100.00%和8.90%~40.52%,对作物吸收氮的贡献为9.37%~45.76%。其中,干沉降氮量15.25 kg/hm2,对该生态系统氮素总输入和总输出的贡献分别为5.95%~58.03%和5.16%~23.52%,对作物的贡献为5.43%~26.55%。5.2冬萝卜生长期间,大气沉降氮量45.92 kg/hm2,对冬萝卜生态系统氮素总输入和总输出的贡献分别为15.49%~99.03%和20.84%~100.00%,对作物吸收氮的贡献为21.57%~100.00%。其中,干沉降量为24.72 kg/hm2,对该生态系统氮素总输入和总输出的贡献分别为8.34%~53.31%和11.22%~55.91%,对作物的贡献为11.61%~57.35%。