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氮肥用量与硝化抑制剂对菜地N_2O排放的影响研究

张曼  
【摘要】:近年来我国蔬菜种植面积逐年增加,且复种指数高、水肥投入高,菜地生态系统已经成为农业生态系统中温室气体排放的重要组成部分。氮肥施用是影响土壤氧化亚氮(N_2O)排放的重要因素,对于菜地生态系统N_2O排放与施氮水平之间关系的定量研究有助于科学推荐莱地生态系统氮肥施用量,并准确预测高度集约化典型生态系统的N_2O排放量。应用硝化抑制剂能有效地提高氮肥利用率(NUE)、农作物产量和减少环境污染。生物硝化抑制剂相对于化学硝化抑制剂具有很多优点,在菜地应用的减排效果值得探讨。因此,有必要开展不同硝化抑制剂在菜地生态系统中应用效果的研究。排放量和排放系数受季节变化的影响显著;其中N_2处理单位产量N_2O排放量最低,同时与当地常规N3相比,显著增加蔬菜产量并提高氮肥利用率,因此是菜地推荐氮肥施用量;N1、N_2、N3和N4各处理N_2O排放系数在1.8%-2.3%之间,平均为2.0%,是IPCC缺省值1.0%的两倍。2.硝化抑制剂CP相对于Urea处理显著减少N_2O累积排放量15.3 kgNha-1,同时显著增加蔬菜产量12.6%和氮肥利用率17.6%。然而硝化抑制剂DCD对田间N_2O排放量、蔬菜产量和氮肥利用率都没有显著影响,尽管在室内培养外源添加实验中具有明显的硝化抑制效果。3.生物硝化抑制剂BNI相对于Urea处理显著减少N_2O累积排放量18.7 kg N ha-1,同时显著增加蔬菜产量6.7%和氮肥利用率11.6%,且在田间具有持续效应。4.化学硝化抑制剂CP尿素和生物硝化抑制剂BNI可以有效地降低土壤硝化作用强度,并提高土壤pH和促进土壤氮素的微生物固持。因此,本研究表明高氮肥施用量增加了菜地N_2O排放风险,呈指数增长关系,氮肥推荐施用量以减少1/3为宜,可以在保证蔬菜生产条件下显著减缓N_20排放,提高氮肥利用率;同时新型化学硝化抑制剂CP和生物硝化抑制剂BNI在菜地应用具有优于DCD的增加蔬菜产量、减缓N_2O排放的效果,值得深入研究。


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