缓释氮肥脲甲醛对设施菜地N2O排放的影响研究

摘要

大气温室气体浓度增加引起的全球变暖已经成为全球性的环境问题。氧化亚氮(N2O)是一种重要的温室气体，农业是大气N2O的重要排放源，占全球大气N2O人为排放源的60％左右。农田N2O排放及其减排潜力研究受到国际社会广泛关注。目前，国内外学者对于农田温室气体排放研究主要集中在大宗作物如水稻、小麦以及玉米等，对于蔬菜地尤其是设施蔬菜地的原位观测研究相对较少。
　　本研究于2012-2013年以南京郊区典型设施蔬菜年轮作系统（青椒-茄子-休闲）为研究对象，设置常规尿素(F)和缓释氮肥脲甲醛(UF)施用两个试验处理，氮肥施用量为每个蔬菜生长季300 kgN ha-1，全年总施氮量为600 kg N ha-1，以不施肥处理(CK)作为对照。采用静态暗箱-气相色谱法对设施菜地N2O排放通量进行为期一年的田间原位观测。通过本研究了解设施菜地N2O的排放特征以及排放强度，探讨土壤的温湿度以及土壤矿质氮含量等因素对N2O排放的影响，评估缓释氮肥脲甲醛对设施菜地N2O排放的减排效果及减排潜力。
　　主要研究结果如下:
　　设施蔬菜地N2O排放呈现明显的季节变化特征。温度高的生长季排放强度要高于温度低的生长季，青椒季的排放强度明显低于茄子季。青椒季各处理排放总量介于0.05-5.10 kgN hm-2之间，而茄子季的N2O排放总量则介于1.33-9.78 kg N hm-2。观测期内田间管理变化将导致N2O排放出现峰值变化。翻耕后一个星期内出现N2O排放高峰，但是峰值不高;施用肥料和进行灌溉后5天内同样也会观测到N2O排放峰，峰值明显但持续时间较短。
　　肥料施用能显著增加设施菜地N2O排放。施用氮肥处理N2O排放量显著高于对照处理。全年尿素处理N2O排放系数为2.18％，脲甲醛处理N2O排放系数为1.51％，均高于IPCC的推荐的旱作农田N2O排放系数缺省值1％。
　　在保持产量的同时脲甲醛施用显著减少设施菜地N2O排放。全年试验中常规尿素处理N2O排放总量为14.88 kgN hm-2，脲甲醛处理N2O排放总量为10.90 kgN hm-2，同等施氮水平下，相对于常规尿素处理N2O排放总量减少了26.74％。
　　此外，土壤表层的含水量和温度是设施蔬菜地N2O排放的主要环境驱动因子。生育期N2O排放和土壤温湿度存在显著相关关系。
　　全文小结:
　　通过对不同氮肥施用处理N2O累积排放总量以及蔬菜产量等观测指标的综合比较与分析，优化设施菜地田间管理措施并结合缓释肥施用可以在维持蔬菜产量的同时有效减缓设施菜地N2O排放。

目录

声明

论文说明

摘要

第一章 文献综述

1．1 选题背景

1．2 菜地N2O排放研究进展

1．3 缓释氮肥研究进展

1．4 土壤N2O产生机理和影响因素

1．4．1 N2O的排放机理

1．4．2 N2O排放影响因素

1．5 问题的提出及目的与意义

1．5．1 问题的提出

1．5．2 研究目的与意义

1．6 研究内容

1．7 技术路线

第二章 材料与方法

2．1 试验地点概况

2．2 田间试验设计

2．3 气样的采集与分析

2．4 生物环境要素

2．4．1 土壤温湿度测定

2．4．2 土壤样品采集与测定

2．4．3 田间管理记录

2．4．4 生物要素

2．5 数据分析与处理

第三章 脲甲醛对设施菜地N2O排放的影响

3．1 N2O季节变化特征

3．2 N2O排放量与排放系数

3．3 产量与地上部生物量

3．4 本章小结

第四章 设施菜地N2O排放的季节影响因素

4．1 土壤温湿度

4．2 土壤矿质氮含量

4．3 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 主要研究结论

5．2 研究特色和创新点

5．3 研究展望

参考文献

致谢

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