论文部分内容阅读
施氮量及施氮方式对农田土壤N2O排放具有重要影响。本文以华北平原冬小麦-夏玉米轮作体系为研究对象,在中国农业大学曲周实验站,2012年和2013年玉米季设置两种箱体结构及两种计算方法,研究箱体结构及计算方法对N2O排放的影响,为准确定量N2O排放提供依据；2012年到2014年设置不施氮肥、当地农民传统施用氮肥、优化施肥以及优化施肥上调和下调30%五个施氮量处理,研究华北平原冬小麦-夏玉米轮作体系不同施氮量对土壤N2O排放的影响,获得二者关系并计算排放因子；于2013年和2014年玉米季追肥期设置撒施(农民传统方式)、撒施添加10%的硝化抑制剂(DCD)以及条施覆土三种施肥方式,研究不同施肥方式对土壤NH3挥发、N2O排放及夏玉米产量的影响,探明追氮方式影响两种重要环境气体排放的机制；并于2014年玉米季追肥期,研究模拟强降雨对土壤O2含量影响,揭示旱作土壤WFPS与土壤O2含量之间,以及土壤O2含量与土壤N2O浓度之间的关系。主要结果如下：(1)华北平原玉米季采用大小两种箱体结构结合直线与曲线拟合两种算法得到的N2O排放通量、累积排放量差异不显著,小规格采气箱与曲线拟合计算相结合得到的N2O排放通量、累积排放量最大。(2)华北平原农田土壤N2O排放主要由氮肥施用引起,玉米季N2O排放量大,小麦季N2O排放量小。各施肥处理间N2O排放趋势相同,且施肥量越大,N2O排放越多。干-湿交替,冻-融交替,田问管理措施等也会引起N2O排放的变化。(3)华北平原农田施氮量与N2O累积排放量之间曲线拟合最好,N2O排放量随着施氮量增加呈二次指数增加。优化施肥量相比于传统施肥量既保证了产量,又有效降低了N2O排放。单位产量N20排放量随施氮量增加而增高。玉米季单位产量N2O排放量为0.3g N2O-N kg-1左右；一般年份,小麦季单位产量N2O排放量不超过0.1g N2O-N kg-1。华北平原冬小麦一夏玉米轮作体系2012年N2O排放因子为1.2%；2013年排放因子为0.7%,两年综合N2O排放因子为1.0%。(4)华北平原玉米季高温多雨,施用氮肥会导致N2O的大量排放,氮肥施用是玉米季N2O排放的主要控制因素。小麦季低温少雨,即使施用氮肥N2O排放也较低,温度和水分是小麦季N20排放的主要控制因素。(5)华北平原玉米季农田土壤氮肥撒施后,产生大量N2O排放,同时伴有一定量的亚硝态氮累积。硝化抑制剂(DCD)减少了土壤N2O排放,略微促进土壤NH3挥发。条施覆土能够显著降低土壤NH3挥发,但引起施肥条带上亚硝态氮的大量累积,促进了N2O排放。(6)土壤含水量控制着土壤O2含量,当土壤WFPS大于60%时,土壤O2含量迅速下降,导致大量N2O产生。在施肥及饱和灌水后24小时及7天内,土壤O2含量与土壤N2O浓度呈负直线相关。15天内,土壤WFPS与O2含量呈负指数相关。