黄河上游灌区稻田系统氮素气态损失及平衡研究
发布时间：2021-07-30 00:44
黄河上游灌区水稻中高产区过量施肥现象十分突出,氮肥过量引起土壤氮素盈余,对区域生态环境构成直接或潜在威胁。稻田氮素气态损失是灌区农田氮素流失的主要途径之一,氮肥过量施用加剧了氮素的气态损失,由氮素气态损失引起的大气氮沉降成为灌区地表水氮污染的重要来源,氮素气体排放引起的增温潜势不容忽视。为了实现灌区粮食增产和环境友好的双赢目标,迫切需要探明灌区稻田氮素的气态损失特征及减少氮素气态损失的有效途径。本研究选择黄河上游灌区具有代表性的宁夏引黄灌区灵武试验区,于2009-2010年开展大田小区试验和（15）N微区示踪试验,通过大田原位监测,揭示了不同氮肥运筹下稻田氨挥发和N2O排放的动态分布特征,估算了氮素气态损失量,评价了稻田氮素损失对环境的污染及大气增温效应;利用（15）N示踪法及农田系统氮素质量平衡法,研究了稻田氮肥去向和稻田系统氮素平衡及损失风险。本研究田间小区试验设置了5个处理,分别为常规氮肥300 kg/hm2水平下的单施尿素（N300）和有机肥（猪粪）与尿素氮肥配合施用（N300-OM）的2个处理、优化氮肥240 ...
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景、目的与意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 目的意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 农田系统氮素平衡研究
1.2.2 农田系统肥料氮去向特征研究
1.2.3 农田系统氨挥发损失研究
1.2.4 农田系统N_20 排放研究
1.3 研究区域概况
1.3.1 自然条件
1.3.2 社会经济发展现状
1.3.3 水稻种植面积及农田氮肥利用情况
第二章 研究内容和试验方案
2.1 研究内容
2.2 技术路线
2.2.1 研究总体思路
2.2.2 技术路线图
2.3 试验方案
2.3.1 试验区概况
2.3.2 试验设计
2.4 试验样品的采集和测定方法
2.4.1 田间试验小区样品的采集与测定
2.4.2 (15)~N 微区样品的采集和测定
2.4.3 田间小区氨气的捕获
2.4.4 N_20 气体样品的采集和测定
2.4.5 氮平衡研究方法
2.5 数据处理
第三章 黄河上游灌区稻田氨挥发损失研究
3.1 稻田不同施肥时期氨挥发损失特征
3.1.1 基肥后氨挥发损失动态特征
3.1.2 分蘖肥后氨挥发损失动态特征
3.1.3 拔节肥后氨挥发损失动态特征
3.1.4 粒肥后氨挥发损失动态特征
3.2 水稻生长季累积氨挥发损失量及损失总量
3.2.1 不同施肥期累积氨挥发损失量动态特征
3.2.2 水稻生长季累积氨挥发损失总量及肥料氮损失量
3.3 稻田氨挥发速率与表层土壤NH_4~+-N 含量的相关性
3.4 稻田氨挥发速率与田面水NH_4~+-N 含量相关性
3.5 黄河上游灌区稻田氨挥发影响因素分析
3.5.1 氮肥运筹与氨挥发
3.5.2 温度、日照及降雨与氨挥发
3.5.3 灌水与氨挥发
3.5.4 稻田pH 值与氨挥发
3.6 黄河上游灌区稻田氨挥发损失与大气氮沉降
3.7 本章小结
第四章 黄河上游灌区稻田N_20 排放特征研究
4.1 水稻生长季土壤N_20 排放动态变化特征
4.2 水稻生长季稻田N_20 排放总量研究
4.2.1 不同氮肥水平下稻田N_20 排放总量变化
4.2.2 不同施肥时期稻田N_20 累积排放量变化
4.3 稻田N_20 排放通量与田面水硝态氮含量的相关性
4.4 稻田耕层土壤硝态氮含量与N_20 排放通量的相关性
4.5 黄河上游灌区水稻生长季土壤N_20 排放影响因素分析
4.5.1 氮肥运筹与N_20 排放
4.5.2 温度与N_20 排放
4.5.3 田间水分状况与N_20 排放
4.6 水稻生长季土壤N_20 排放全球增温潜势
4.7 黄河上游灌区稻田N_20 排放与大气温室效应
4.8 小结
第五章 黄河上游灌区稻田肥料氮去向研究
5.1 用(15)~N 示踪法计算相关指数
5.1.1 水稻氮肥回收率计算方法
5.1.2 氮肥土壤残留量计算方法
5.1.3 肥料氮回收率计算方法
5.1.4 A 值计算
5.2 水稻植株对肥料(15)~N 吸收和体内分配特征研究
5.3 同位素标记肥料(15)~N 土壤残留及剖面分布
5.3.1 灌区土壤剖面中肥料(15)~N 丰度变异特征
5.3.2 不同处理同位素标记肥料(15)~N 土壤残留及剖面分布特征
5.4 稻田系统标记肥料(15)~N 的回收利用及去向研究
5.5 利用差减法研究灌区稻田肥料氮回收利用及去向
5.6 小结
第六章 黄河上游灌区稻田系统氮素平衡研究
6.1 水稻生长季植株氮素积累量动态变化研究
6.1.1 水稻植株干物质及氮素积累量动态变化特征
6.1.2 水稻产量及植株氮素吸收利用
6.2 水稻生长季土壤无机氮浓度动态变化特征
6.2.1 土壤剖面硝态氮浓度动态变化特征
6.2.2 土壤剖面铵态氮浓度动态变化特征
6.3 水稻生长季土壤无机氮积累量动态变化特征
6.3.1 硝态氮积累量动态变化特征
6.3.2 铵态氮积累量动态变化特征
6.4 土壤氮素积累量动态变化趋势研究
6.4.1 土壤无机氮动态变化
6.4.2 土壤总氮动态变化
6.5 稻田生态系统氮素平衡特征研究
6.5.1 稻田系统无机氮收支平衡
6.5.2 稻田系统总氮收支平衡
6.6 小结
第七章 全文结论
7.1 主要结论
7.2 创新点
7.3 研究展望
参考文献
致谢
张惠个人简历
本文编号：3310333
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景、目的与意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 目的意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 农田系统氮素平衡研究
1.2.2 农田系统肥料氮去向特征研究
1.2.3 农田系统氨挥发损失研究
1.2.4 农田系统N_20 排放研究
1.3 研究区域概况
1.3.1 自然条件
1.3.2 社会经济发展现状
1.3.3 水稻种植面积及农田氮肥利用情况
第二章 研究内容和试验方案
2.1 研究内容
2.2 技术路线
2.2.1 研究总体思路
2.2.2 技术路线图
2.3 试验方案
2.3.1 试验区概况
2.3.2 试验设计
2.4 试验样品的采集和测定方法
2.4.1 田间试验小区样品的采集与测定
2.4.2 (15)~N 微区样品的采集和测定
2.4.3 田间小区氨气的捕获
2.4.4 N_20 气体样品的采集和测定
2.4.5 氮平衡研究方法
2.5 数据处理
第三章 黄河上游灌区稻田氨挥发损失研究
3.1 稻田不同施肥时期氨挥发损失特征
3.1.1 基肥后氨挥发损失动态特征
3.1.2 分蘖肥后氨挥发损失动态特征
3.1.3 拔节肥后氨挥发损失动态特征
3.1.4 粒肥后氨挥发损失动态特征
3.2 水稻生长季累积氨挥发损失量及损失总量
3.2.1 不同施肥期累积氨挥发损失量动态特征
3.2.2 水稻生长季累积氨挥发损失总量及肥料氮损失量
3.3 稻田氨挥发速率与表层土壤NH_4~+-N 含量的相关性
3.4 稻田氨挥发速率与田面水NH_4~+-N 含量相关性
3.5 黄河上游灌区稻田氨挥发影响因素分析
3.5.1 氮肥运筹与氨挥发
3.5.2 温度、日照及降雨与氨挥发
3.5.3 灌水与氨挥发
3.5.4 稻田pH 值与氨挥发
3.6 黄河上游灌区稻田氨挥发损失与大气氮沉降
3.7 本章小结
第四章 黄河上游灌区稻田N_20 排放特征研究
4.1 水稻生长季土壤N_20 排放动态变化特征
4.2 水稻生长季稻田N_20 排放总量研究
4.2.1 不同氮肥水平下稻田N_20 排放总量变化
4.2.2 不同施肥时期稻田N_20 累积排放量变化
4.3 稻田N_20 排放通量与田面水硝态氮含量的相关性
4.4 稻田耕层土壤硝态氮含量与N_20 排放通量的相关性
4.5 黄河上游灌区水稻生长季土壤N_20 排放影响因素分析
4.5.1 氮肥运筹与N_20 排放
4.5.2 温度与N_20 排放
4.5.3 田间水分状况与N_20 排放
4.6 水稻生长季土壤N_20 排放全球增温潜势
4.7 黄河上游灌区稻田N_20 排放与大气温室效应
4.8 小结
第五章 黄河上游灌区稻田肥料氮去向研究
5.1 用(15)~N 示踪法计算相关指数
5.1.1 水稻氮肥回收率计算方法
5.1.2 氮肥土壤残留量计算方法
5.1.3 肥料氮回收率计算方法
5.1.4 A 值计算
5.2 水稻植株对肥料(15)~N 吸收和体内分配特征研究
5.3 同位素标记肥料(15)~N 土壤残留及剖面分布
5.3.1 灌区土壤剖面中肥料(15)~N 丰度变异特征
5.3.2 不同处理同位素标记肥料(15)~N 土壤残留及剖面分布特征
5.4 稻田系统标记肥料(15)~N 的回收利用及去向研究
5.5 利用差减法研究灌区稻田肥料氮回收利用及去向
5.6 小结
第六章 黄河上游灌区稻田系统氮素平衡研究
6.1 水稻生长季植株氮素积累量动态变化研究
6.1.1 水稻植株干物质及氮素积累量动态变化特征
6.1.2 水稻产量及植株氮素吸收利用
6.2 水稻生长季土壤无机氮浓度动态变化特征
6.2.1 土壤剖面硝态氮浓度动态变化特征
6.2.2 土壤剖面铵态氮浓度动态变化特征
6.3 水稻生长季土壤无机氮积累量动态变化特征
6.3.1 硝态氮积累量动态变化特征
6.3.2 铵态氮积累量动态变化特征
6.4 土壤氮素积累量动态变化趋势研究
6.4.1 土壤无机氮动态变化
6.4.2 土壤总氮动态变化
6.5 稻田生态系统氮素平衡特征研究
6.5.1 稻田系统无机氮收支平衡
6.5.2 稻田系统总氮收支平衡
6.6 小结
第七章 全文结论
7.1 主要结论
7.2 创新点
7.3 研究展望
参考文献
致谢
张惠个人简历
本文编号：3310333
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