氮肥用量與硝化抑制劑對(duì)菜地N2O排放的影響研究.pdf

1、近年來我國(guó)蔬菜種植面積逐年增加，且復(fù)種指數(shù)高、水肥投入高，菜地生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中溫室氣體排放的重要組成部分。氮肥施用是影響土壤氧化亞氮(N2O)排放的重要因素，對(duì)于菜地生態(tài)系統(tǒng)N2O排放與施氮水平之間關(guān)系的定量研究有助于科學(xué)推薦菜地生態(tài)系統(tǒng)氮肥施用量，并準(zhǔn)確預(yù)測(cè)高度集約化典型生態(tài)系統(tǒng)的N2O排放量。應(yīng)用硝化抑制劑能有效地提高氮肥利用率(NUE)、農(nóng)作物產(chǎn)量和減少環(huán)境污染。生物硝化抑制劑相對(duì)于化學(xué)硝化抑制劑具有很多優(yōu)點(diǎn)，在菜地

2、應(yīng)用的減排效果值得探討。因此，有必要開展不同硝化抑制劑在菜地生態(tài)系統(tǒng)中應(yīng)用效果的研究。
　　試驗(yàn)研究分為以下四個(gè)部分:
　　(1)通過田間試驗(yàn)研究在不同氮肥施用量下集約化菜地N2O排放特征及其影響因子，確定菜地最優(yōu)的氮肥施用量，明確菜地N2O排放系數(shù)。采用靜態(tài)暗箱-氣相色譜法，在南京郊區(qū)菜地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)兩年田間原位監(jiān)測(cè)，試驗(yàn)處理包括N0（空白處理，即不施肥處理）;N1（1/3的當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)氮肥施用量）;N2(2/3的當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)

3、氮肥施用量);N3（當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)氮肥施用量）和N4(4/3的當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)氮肥施用量)。
　　(2)通過連續(xù)兩周年的南京郊區(qū)菜地田間試驗(yàn)對(duì)比研究化學(xué)硝化抑制劑DCD（雙氰胺）和CP(nitrapyrin)對(duì)菜地N2O排放、蔬菜產(chǎn)量及氮肥利用率的影響。
　　(3)通過連續(xù)兩周年的南京郊區(qū)菜地田間試驗(yàn)研究生物硝化抑制劑BNI對(duì)菜地N2O排放、蔬菜產(chǎn)量及氮肥利用率的的影響。
　　(4)研究不同化學(xué)硝化抑制劑和生物硝化抑制劑對(duì)土壤pH、

4、全氮、微生物氮固持和硝化及反硝化過程的影響。
　　主要結(jié)果如下:
　　1.施用氮肥顯著影響菜地生態(tài)系統(tǒng)N2O排放量;N0、N1、N2、N3和N4五個(gè)氮肥用量處理的N2O累積排放量分別為33.8±3.8 kg N ha-1、50.04±4.4 kg N ha-1、60.0±3.9 kg N ha-1、73.4±3.0 kgN ha-1和96.2±5.4 kg N ha-1; N2O排放量與不同氮肥用量之間呈顯著的指數(shù)增長(zhǎng)關(guān)系，

5、表明高氮肥施用增加了菜地N2O排放風(fēng)險(xiǎn);N2O累積排放量和排放系數(shù)受季節(jié)變化的影響顯著;其中N2處理單位產(chǎn)量N2O排放量最低，同時(shí)與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)N3相比，顯著增加蔬菜產(chǎn)量并提高氮肥利用率，因此是菜地推薦氮肥施用量;N1、N2、N3和N4各處理N2O排放系數(shù)在1.8％-2.3％之間，平均為2.0％，是IPCC缺省值1.0％的兩倍。
　　2.硝化抑制劑CP相對(duì)于Urea處理顯著減少N2O累積排放量15.3 kgN ha-1，同時(shí)顯著增加蔬

6、菜產(chǎn)量12.6％和氮肥利用率17.6％。然而硝化抑制劑DCD對(duì)田間N2O排放量、蔬菜產(chǎn)量和氮肥利用率都沒有顯著影響，盡管在室內(nèi)培養(yǎng)外源添加實(shí)驗(yàn)中具有明顯的硝化抑制效果。
　　3.生物硝化抑制劑BNI相對(duì)于Urea處理顯著減少N2O累積排放量18.7 kg N ha-1，同時(shí)顯著增加蔬菜產(chǎn)量6.7％和氮肥利用率11.6％，且在田間具有持續(xù)效應(yīng)。
　　4.化學(xué)硝化抑制劑CP尿素和生物硝化抑制劑BNI可以有效地降低土壤硝化作用強(qiáng)度