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南京郊区菜地上氮素的主要转化过程及其气态损失

金雪霞  
【摘要】:本论文采用室内培养试验对南京郊区6对菜地土和水稻土,3对菜地土和旱作粮地土的土壤氮素矿化、硝化和反硝化作用特征进行了研究。菜地土分别为附近相同类型水稻土(稻麦轮作体系)和旱作粮地改种为蔬菜约20年的土壤。矿化和硝化试验中称量10g风干土在65%或100%田间持水量(FC,Field capacity),28℃条件下培养。矿化试验不加氮肥,而硝化试验加200mgN/kg的尿素。在研究反硝化作用的试验中,将10g风干土在100%FC或淹水,28℃条件下培养,其施肥处理为加200mgN/kg硝酸钾。此外还对南京郊区3对菜地土和水稻土(马肝土)的N_2O排放和氮素反硝化损失进行了测定,将20g风干土在100%FC,28℃条件下培养21天,施肥处理为加100mgN/kg尿素。 在南京雨花区武警农场(土壤pH5.4)和栖霞区东阳科技站(土壤pH7.7)先后于2002和2003年进行了秋季小青菜和秋冬季大白菜田间试验,采用密闭室通气法测定氨挥发;用乙炔抑制-土柱培养法测定反硝化损失,不加乙炔培养则测定土壤N_2O排放。小青菜试验设对照、低氮和高氮3个处理,尿素氮总用量分别为0,75和150 kgN/hm~2,2施肥处理分基肥和追肥施用,比例为0.6:0.4。大白菜试验设对照、缓释尿素、低氮和高氮4个处理,尿素氮总用量分别为0,180,300和600 kgN/hm~2,缓释尿素全部作为基肥施用,低氮和高氮两处理分基肥和两次追肥施用,比例为0.25:0.25:0.50。 培养试验的结果表明,在65%FC条件下,6个菜地土的矿化率(矿化氮量/全氮量×100)均低于相应水稻土;而3个菜地土的氮素矿化量和矿化率都高于相应的旱作粮地土壤。与相同类型水稻土相比,大多数菜地土pH较低,故其硝化作用相对较弱;与相同类型旱作粮地土相比,大多数菜地土pH较高,故其硝化作用相对较强。不同水分条件下培养的结果表明,水稻土和改制的菜地土在100%FC条件下的矿化和硝化速率比在65%FC条件下的高,而旱作粮地土和改制的菜地土则相反。5个供试菜地土的反硝化率均低于相同类型的水稻土;3个供试土壤中只有1个菜地土的反硝化率低于旱作粮田土。另一试验结果表明,3对供试土壤中,2个菜地土培养21天排放的N_2O总量与反硝化损失总量均显著高于相同类型的水稻土(P<0.05)。3对供试土壤施尿素后反硝化损失均未显著增加。施肥和不施肥处理,土壤N_2O排放累积量和反硝化损失累积量随时间t的变化均符合修正的Elovich方程y=bln(t)+a。 田间试验的结果表明,小青菜试验地土壤pH值低,无论是施用基肥还是劫巴后 氛挥发均低( 0.4%).在大白菜试验中,施用基肥后当天降大雨,3个施氮肥处理均没 有氛挥发;施用第1次追肥后第2一4天降了小雨,3个处理的氨挥发损失率分别为 0.52%、5.39%和7.7%;第2次追肥后天气一直晴朗,氛挥发率则为0.45%、21.7 %和30.3%。大白菜整个生长期间3个施氮处理的氛挥发总损失率分别为0.97%、 且 .1%和17 .1%。以上结果表明,土壤PH、施肥后的降雨量和氮肥施用量都对土壤氛 挥发有不同程度的影响,而施用缓释尿素能有效地减少氛挥发.另外,小青菜田间试 验的结果表明:土壤充水空隙率(WFPS,wa ter一Fx一led Pore Spaee)是土壤N20排放 的重要影响因子。N20排放和反硝化损失与土壤WFPs均呈极显著正相关。在24天内, 菜地土壤不施与施氮肥的反硝化损失和N20排放都低,N20量为反硝化总量的 49.0一79.7%。该试验中施用氮肥没有增加反峭化损失。


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