黄土旱塬区减氮条件下氮素利用及温室气体排放特征

发布时间：2017-04-25 00:12

  本文关键词：黄土旱塬区减氮条件下氮素利用及温室气体排放特征，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：大气中温室气体(N_2O、CH_4)浓度呈现逐年增加的趋势,由此带来的全球气候变化,已引起各个国家政府的高度重视。农田土壤是主要温室气体(N_2O、CH_4)的排放源,其排放总量分别占到全球排放总量的60%、50%。我国旱地面积约占国土总面积的70%,其中,干旱半干旱地区耕地约占总耕地面积的43%。西北地区黄土旱塬区属于典型的雨养农业区,面积达60万km~2,其中农田面积14.58万km~2,70%属于雨养农业。施用化肥是本地区改善土壤肥力、保证作物产量的主要措施。但是,施氮对该地区农业源温室气体排放的影响尚不清楚。因此,探讨不同施氮模式对作物产量、温室气体排放机理及其影响因素对该地区制定科学合理的农田施肥措施提供理论依据。本试验依托中国科学院长武黄土高原农业生态试验站(陕西省长武县),以春玉米(品种为先玉335)为研究对象,共设置5个不同施氮模式:传统施氮(Con,施氮量200kg·N ha~(-1))、减量施氮(Opt,150 kg·N ha~(-1))、减量施氮+硝化抑制剂(Opt+DCD,150 kg·N ha~(-1)+DCD)、减量施氮+缓控肥(Opt+SR)、对照(N0),为期3年(2013.1~2015.9),利用静态箱采气法采气,气象色谱仪测定温室气体含量,流动分析仪测定土壤矿质氮含量,共测定气体样品9000个,表层土壤样品2700个,土壤剖面样品2700个,采集植物样品15次,通过实验室样品分析,运用方差分析、相关性分析等经典分析方法,研究不同施氮模式对温室气体排放、春玉米产量、土壤矿质氮含量等的影响。(1)与Con相比,Opt、Opt+DCD和Opt+SR处理在保持春玉米产量不降低的前提下,显著增加了氮肥农学效率(增幅依次为11%、23%、19.4%)、氮肥偏生产力(增幅依次为30%、27.8%、25.1%)和氮肥生理利用率(增幅依次为30.6%、28.9%、27.8%)(P0.05)。各施氮处理的产量介于10.1~10.46 t·ha~(-1)(2013年)、11.41~12.23 t·ha~(-1)(2014年)、17.59~17.72 t·ha~(-1)(2015年)。施氮显著增加了春玉米的耗水量,增幅为19.0%,但是不同施氮处理间春玉米耗水量差异不显著。(2)施氮显著增加了春玉米N_2O的排放速率(P0.05)。不同施氮模式的温室气体排放速率均在施肥后快速增加,2~3天内达到最大值,并且保持较高排放速率长达10天左右,10天以后排放速率迅速下降,在整个生育周期内维持较低排放水平。其中施氮后10天内的N_2O排放量占全年排放量的20%。此外,较大降雨(40 mm)是N_2O排放的主要影响因素。降雨引起的N_2O排放累积量,2013年为6.4%,2014年为12.5%,2015年为9.6%。施氮后10天内硝态氮含量与N_2O排放量呈正相关关系,(复合线性方程Y=a X+b,R2=0.80~0.84,P0.05)。该区农田土壤为CH_4的吸收汇,不同施氮处理对CH_4吸收没显著影响。(3)减量施氮显著降低了农业源温室气体年累积排放量(P0.05)。与Con(1.87 kg N_2O-N?ha 1)相比,Opt+DCD的降幅最大(46.0%),其次为Opt+SR(34.7%),Opt处理的降幅最小(24.6%)。Con、Opt、Opt+DCD和Opt+SR处理的GWP分别为:838、619.7、358、457 kg CO2-eq?Mg-1。与Con相比,Opt、Opt+DCD和Opt+SR显著降低了总温室气体排放强度(P0.05),降幅分别为24.3%、55.0%、43.4%。(4)施氮显著增加了土壤剖面硝态氮的累积量(P0.05)。但减量施氮显著降低土壤硝态氮累积量。不同施氮模式0~100 cm和100~200 cm土壤剖面硝态氮的含量分别介于33.5~148.9 kg·ha~(-1)和8.9~92.8 kg·ha~(-1)。平均值分别为72.7、49.7 kg·ha~(-1)。与Con相比,Opt、Opt+DCD和Opt+SR处理显著降低了土壤剖面硝态氮的累积量,降幅依次为45%、48%和47%。
【关键词】：黄土旱塬区 减量施氮 硝化抑制剂 氧化亚氮 硝态氮累积
【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】：2016
【分类号】：S143.1
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第一章 文献综述12-24
• 1.1 农田土壤N_2O排放及其影响因素13-20
• 1.1.1 N_2O生成机理13-14
• 1.1.2 旱地农田N_2O排放的影响因素14-19
• 1.1.3 农田N_2O减排措施19-20
• 1.2 农田土壤CH_4吸收研究进展20-22
• 1.2.1 CH_4的产生机理20
• 1.2.2 旱地农田CH_4吸收影响因素20-22
• 1.3 黄土区研究现状及问题22-24
• 第二章 材料与方法24-30
• 2.1 材料与方法24-26
• 2.1.1 试验地概况24
• 2.1.2 试验设计与管理24-26
• 2.2 主要内容26
• 2.2.1 减量施氮对春玉米产量及氮肥利用率的影响26
• 2.2.2 减量施氮对春玉米N_2O、CH_4排放的影响26
• 2.2.3 减量施氮对土壤表层矿质氮动态变化及深层硝态氮累积的影响26
• 2.3 技术路线26-27
• 2.4 测定项目与方法27-28
• 2.5 计算方法与数据分析28-30
• 第三章 减量施氮对春玉米产量及氮肥利用率的影响30-36
• 3.1 引言30-31
• 3.2 材料与方法31
• 3.3 结果与分析31-34
• 3.3.1 减量施氮对作物产量及氮肥利用效率的影响31
• 3.3.2 减量施氮对地上部生物量、吸氮量的影响31-32
• 3.3.3 减量施氮对春玉米氮肥利用效率的影响32-33
• 3.3.4 减量施氮对春玉米水分含量及耗水量的影响33-34
• 3.3.5 减量施氮对作物耗水量的影响34
• 3.4 小结34-36
• 第四章 减量施氮对春玉米N_2O、CH_4排放的影响36-49
• 4.1 引言36
• 4.2 材料与方法36
• 4.3 结果与分析36-46
• 4.3.1 减量施氮对土壤N_2O气体排放的影响36-43
• 4.3.2 土壤CH_4气体排放43-46
• 4.3.3 农田温室效应与排放强度46
• 4.4 讨论46-47
• 4.5 黄土旱塬区温室气体减排与粮食生产的意义47-48
• 4.6 小结48-49
• 第五章 减量施氮对土壤表层矿质氮动态变化及深层硝态氮累积的影响49-55
• 5.1 引言49
• 5.2 材料与方法49
• 5.3 结果与分析49-52
• 5.3.1 减量施氮对土壤表层硝态氮动态变化的影响49-50
• 5.3.2 减量施氮对土壤表层铵态氮动态变化的影响50-51
• 5.3.3 减量施氮对土壤剖面硝态氮的影响51-52
• 5.4 小结52-55
• 第六章 结论与展望55-56
• 6.1 主要结论55
• 6.2 展望55-56
• 参考文献56-64
• 致谢64-65
• 作者简介65

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 石纪成,王秀中,唐丙坤;35%好安威在春玉米上的应用效果试验[J];农资科技;2004年01期

2 乔东明;春玉米新品种正大128[J];天津农林科技;2004年03期

3 武秀英;;旱涝对春玉米中后期生长的影响及对策[J];中国科技信息;2006年03期

4 杨俊开;章华;李美珍;游建;;春玉米间套种蔬菜十种模式[J];上海蔬菜;2006年06期

5 何奇瑾;周广胜;隋兴华;孙敬松;;1961—2010年中国春玉米潜在种植分布的年代际动态变化[J];生态学杂志;2012年09期

6 陈秀花;张晓花;;贡山县早春玉米地膜覆盖栽培技术[J];云南农业科技;2012年06期

7 ;种好春玉米的几点体会[J];浙江农业科学;1973年03期

8 林昌明,吕步成,王石林;春玉米田机套播后季稻技术[J];农业科技通讯;1995年08期

9 张进兴;引种春玉米农大108获成功[J];河北农业;1998年01期

10 张兰香,刘金明;春玉米盘育苗夏栽技术[J];河北农业;1998年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王贵平;张胜;王文玲;高炳德;;内蒙古旱作春玉米硫、钙、镁吸收、分布、运转规律的研究[A];内蒙古旱地玉米马铃薯地膜覆盖栽培技术研究会论文集[C];2001年

2 高炳德;赵利梅;王文玲;晋永芬;;内蒙古旱地春玉米铁、锰、铜、锌吸收、分布、运转规律研究[A];内蒙古旱地玉米马铃薯地膜覆盖栽培技术研究会论文集[C];2001年

3 陈长青;钱春荣;邓艾兴;张卫建;;东北农业气候资源与春玉米生产潜力的时空演变及作物生产应对策略[A];2008中国作物学会学术年会论文摘要集[C];2008年

4 高聚林;;春玉米碳氮代谢规律的研究[A];第一届全国青年作物栽培作物生理学术会文集[C];1993年

5 陆魁东;黄晚华;方丽;周玉;;气象灾害指标在湖南春玉米种植区划中的应用[A];全国农业气象与生态环境学术年会论文集[C];2006年

6 蒋静;冯绍元;霍再林;王永胜;贾斌;;不同灌溉条件对春玉米农田土壤水盐热分布影响的试验研究[A];现代节水高效农业与生态灌区建设（上）[C];2010年

7 贾振业;周晓东;晋永芳;李柏年;包文海;;覆膜、施肥及其交互作用对旱地春玉米降水利用效率的影响[A];内蒙古旱地玉米马铃薯地膜覆盖栽培技术研究会论文集[C];2001年

8 刘平社;李岩;;旱地春玉米亩产1000公斤技术研究与示范[A];2009年中国作物学会学术年会论文摘要集[C];2009年

9 贾振业;张胜;刘显志;李柏年;高炳德;;覆膜施肥及其交互作用对旱地春玉米增产效应的研究[A];内蒙古旱地玉米马铃薯地膜覆盖栽培技术研究会论文集[C];2001年

10 贾利欣;高翔;王贵平;李冬梅;王文玲;;赤峰市地膜覆盖对旱地春玉米铁、锰、铜、锌吸收、分布、运转的影响[A];内蒙古旱地玉米马铃薯地膜覆盖栽培技术研究会论文集[C];2001年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 郭发定;怎样种好春玉米[N];陕西科技报;2009年

2 景县农业技术协会 刘冬松;明春玉米种会涨价吗[N];河北科技报;2009年

3 本报记者 李玮 实习记者 杨耀程;雨少旱情重 我省中南部春玉米推迟播种[N];山西科技报;2013年

4 特约分析师 汤薇;春玉米上市缓解供应或只是种期望[N];粮油市场报;2014年

5 记者 许静 李淼;我省春玉米增产趋势已定[N];四川日报;2014年

6 吴丽;如何种好春玉米[N];农民日报;2003年

7 陈廷玺;巴州区重抓春玉米生产[N];巴中日报;2007年

8 河北省农业厅 姜京宇邋沧州任丘市植保站 张占芬 郭青;春玉米咋长了“牛尾巴”？[N];河北农民报;2007年

9 ;春玉米蚜咋防治[N];山西科技报;2007年

10 李亚玲;低温阴雨天气对北方春玉米生长极为不利[N];农民日报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 龙海丽;基于光照、温度、降水资源分布的东北地区春玉米生产措施研究[D];石河子大学;2015年

2 郑盛华;松嫩平原干旱特征及对春玉米生产潜力的影响研究[D];中国农业科学院;2015年

3 赵明家;东北春玉米冠层光谱特征与氮营养诊断依据的研究[D];吉林农业大学;2015年

4 曹国军;超高产春玉米氮磷营养特性及养分调控技术研究[D];吉林农业大学;2011年

5 范秀艳;磷肥运筹对超高产春玉米生理特性、物质生产及磷效率的影响[D];内蒙古农业大学;2013年

6 王志刚;超高产春玉米根冠结构、功能特性及农艺节水补偿机制研究[D];内蒙古农业大学;2009年

7 张玉芹;超高产春玉米根冠特性及钾素养分调控效应的研究[D];内蒙古农业大学;2011年

8 赵海超;农作措施对春玉米农田土壤有机碳影响机制研究[D];内蒙古农业大学;2013年

9 谢佳贵;黑土区春玉米营养特性及其高效施肥技术研究[D];沈阳农业大学;2013年

10 李小勇;南方稻田春玉米—晚稻种植模式资源利用效率及生产力优势研究[D];湖南农业大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 逯涛;不同碳氮管理措施下春玉米农田土壤N_2O排放的特征及其影响因素[D];石河子大学;2015年

2 段智源;不同施肥处理对春玉米N_2O排放和综合温室效应的影响[D];中国农业科学院;2015年

3 周婷婷;渭北旱塬不同品种类型春玉米高光效群体密植效应研究[D];西北农林科技大学;2015年

4 司政邦;渭北旱塬春玉米田不同耕作与施肥模式的蓄水保墒与增产效应研究[D];西北农林科技大学;2015年

5 张国强;滴灌条件下新疆高产(≥15000 kg/hm~2)春玉米需水规律及其产量效应研究[D];石河子大学;2015年

6 梁志英;不同管理模式下春玉米氮吸收与分配规律研究[D];山西大学;2015年

7 王碧胜;长期旱作春玉米农田土壤碳水协同增产效应研究[D];中国农业科学院;2015年

8 刘琦;利用AquaCrop模型模拟覆膜春玉米耗水和产量[D];中国农业科学院;2015年

9 谢永春;不同地膜覆盖种植方式和施肥对旱地春玉米生产的影响[D];甘肃农业大学;2015年

10 吴得峰;黄土旱塬区减氮条件下氮素利用及温室气体排放特征[D];西北农林科技大学;2016年

  本文关键词：黄土旱塬区减氮条件下氮素利用及温室气体排放特征，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：325231