日光温室栽培不同水氮处理气态氮排放研究

发布时间：2020-06-15 21:42

【摘要】：日光温室因其高投入高产出的特点,生产过程中水氮过量投入现象普遍存在。过量水氮投入不仅造成了资源的浪费,同时导致气态氮的大量排放、硝态氮累积及淋失等环境问题。黄土高原地区土壤硝化作用强,日光温室栽培下大量有机无机氮肥的投入使得其氮素转化具有特殊性,但目前针对该区日光温室栽培中施肥导致的气态氮排放研究较少。为此,本研究通过田间试验研究了黄土高原南部日光温室不同水氮投入条件下气态氮排放特征,共设置4个水氮处理,分别为:不施氮+常规灌溉、常规施氮+常规灌溉、优化施氮+常规灌溉和优化施氮+优化灌溉,采用密闭室间歇通气法和静态箱-气相色谱法连续两季监测了不同水氮处理土壤表面NH_3及N_2O排放特征,同时以整栋日光温室为研究对象,采用主动采样法连续两季监测温室通风期通风口氨挥发通量,获得以下结论:(1)日光温室栽培氮素转化快,氨挥发呈现出峰快、持续时间短的特点。施氮提高了氨挥发通量,施氮处理氨挥发峰值出现在施肥后第1~2天,峰值为0.26~2.02 kg N·hm~(-2)·d~(-1),氨挥发持续7天左右。不同种植季施氮处理氨累积排放量为2.82~8.18 kg N·hm~(-2),排放系数为0.58%~3.45%,除优化施氮+常规灌溉处理外,其余施氮处理氨累积排放量均显著高于不施氮处理,施氮处理间无显著差异,不同种植季氨排放通量均值及累积排放量均表现为西瓜季高于番茄季。与常规施氮处理相比,降低施氮量氨累积排放量两季平均降低了24.7%,相同施氮量下,降低灌溉量氨累积排放量两季平均增加了46.7%。土壤铵态氮含量、土壤水分、地温及气温对氨排放通量都有极显著影响,西瓜季高温促进氨排放。(2)不同种植季N_2O排放规律类似,施氮显著提高了N_2O排放通量,排放峰值出现在施肥后1~4天,不同种植季N_2O排放峰值为1.29×10~(-3)~2.93×10~-33 kg N·hm~(-2)·d~(-1),一周左右各处理N_2O排放通量基本一致。不同种植季施氮处理N_2O累积排放量为0.61~2.68 kg N·hm~(-2),排放系数为0.39%~0.85%,除优化施氮+常规灌溉处理外,其余施氮处理N_2O累积排放量均显著高于不施氮处理。与常规施氮处理相比,降低施氮量N_2O累积排放量平均降低了43%,相同施氮量下,降低灌溉量N_2O累积排放量增加。地温、温室气温、土壤孔隙含水量、土壤铵硝态氮均与N_2O排放通量呈极显著正相关关系。(3)考虑到日光温室属于高温高湿的半封闭系统,对于易溶于水的NH_3而言,实际由通风口进入大气中的NH_3与田间监测结果存在差别,采用主动采样法连续两季监测日光温室通风口氨排放通量,对比土壤表面及通风口氨挥发的差异。结果表明,不同种植季土壤表面氨挥发规律类似,施氮处理施肥后第1天即出现挥发峰值,持续7天左右,挥发峰值为0.63~2.96 kg N·hm~(-2)·d~(-1),不同种植季整棚氨挥发通量为0.050~0.419kg N·hm~(-2)·d~(-1)。由通风口逸出的气体氨浓度存在差异,西瓜季和番茄季平均为0.018和0.056 mg·m~(-3)。不同种植季整棚氨累积排放量为2.13和3.35 kg N·hm~(-2),施氮处理氨累积排放量为5.41~21.83 kg N·hm~(-2),整棚氨累积排放量占施氮处理累积排放量的比例为15.3%~39.4%,整棚氨挥发量明显低于土壤表面氨挥发,因而评估日光温室气态氮损失时,应考虑日光温室栽培内部环境的特殊性。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S625;S154.1

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