黄河上游灌区稻田N2O排放特征

摘要

黄河上游灌区稻田高产区过量施肥现象十分突出,氮肥过量施用引起土壤氮素盈余,导致N2O排放量增大,由此引起的温室效应引起广泛关注.采用静态箱-气相色谱法研究黄河上游灌区稻田不同施肥处理下N2O排放特征.试验设置5个施肥处理,包括常规氮肥300 kg/hm2下单施尿素和有机肥配施2个处理,分别用N300和N300-OM代表；优化氮肥240 kg/hm2下单施尿素和有机肥配施2个处理,分别用N240和N240-OM代表；对照不施氮肥用N0代表.试验结果得出,灌区水稻生长季稻田土壤N2O排放主要集中在水稻分蘖前及水稻生长的中后期,稻田氮肥施用、灌水及土壤温度的变化对N2O排放通量影响较大,不同处理水稻各生育阶段N2O累积排放量与稻田土壤耕层NO3-N含量动态变化显著相关.稻田N2O排放不是黄河上游灌区稻田氮素损失的主要途径,但灌区稻田N2O排放的增温潜势较大；稻田氮肥过量施用会显著增加N2O排放量,在相同氮素水平下,有机肥配施会显著增加稻田土壤N2O的排放量(P＜0.01).优化施氮能有效减少灌区稻田水稻生长季N2O排放量.稻田不同处理的水稻整个生长季土壤N2O排放总量为2.69-3.87 kg/hm2,肥料氮通过N2O排放损失的百分率仅为0.43％-0.64％.在灌区习惯灌水和高氮肥300 kg/hm2时,N300-OM处理的稻田N2O排放量达3.87 kg/hm2,在100 a时间尺度上的全球增温潜势(GWPs)为20.76×107 kg CO2/hm2；优化施氮240 kg/hm2水平下,N240和N240-OM处理的N2O累计排放量较N300-OM处理,分别降低了1.18 kg/hm2和0.57 kg/hm2,在100 a尺度上每年由稻田N2O排放引起的GWPs分别降低了6.33×107 kgCO2/hm2和3.06× 107 kg CO2/hm2.