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苹果园土壤氮素总硝化—反硝化作用和氨挥发损失研究

葛顺峰  
【摘要】:本论文以9年生红富士/八棱海棠为试材,采用气压过程分离技术(BaPS),研究了该方法在果园中的应用方法,明确了其在苹果园中的应用条件;以18年生红富士苹果/平邑甜茶为试材,采用磷酸甘油-双层海绵通气法,研究了不同有机肥和无机化肥配施下氨挥发的变化动态;以2年生红富士/平邑甜茶为试材,采用气压过程分离技术和磷酸甘油-双层海绵通气法,研究了双氰胺(DCD)和双氰胺与硫配合施用(DCD+S)对苹果园土壤氮素的硝化抑制效应及氨挥发状况;以2年生红富士/平邑甜茶为试材,田间小区和15N微区试验相结合,研究了不同供氮水平下幼龄苹果园氮素去向。主要结果如下: 1.气压过程分离法在苹果园中的应用条件研究结果表明:土柱取样深度以0~21 cm为宜,此深度既考虑到肥料和根际效应也避免土柱发生紧实作用;土柱取样量以每个处理3个环刀,重复3次较好;苹果园土壤总硝化速率和反硝化速率年周期变化动态呈先升高后降低的趋势。 2.不同有机肥和无机化肥配比对苹果园土壤氨挥发的影响结果表明:不同有机肥和化肥配施显著影响了氨挥发速率和损失量。施肥后两周,各处理氨挥发速率峰值大小和出现时间存在差异,纯化肥(100%N)处理峰值最高,达2.07 kg N/(hm2·d),而纯有机肥(100%Y)处理峰值出现时间最早。氨挥发损失量以100% N处理为最大,达13.46 kg N/hm2,占施氮量的4.48%,显著高于其它处理;50%N+50%Y处理氨挥发损失量和占施氮量的比例均为最低。有机无机肥配施可以有效减少氨挥发损失,以有机肥和化肥各半最好。 3.双氰胺(DCD)和双氰胺与硫配合施用(DCD+S)对苹果园土壤氮素的硝化抑制效应及氨挥发的影响结果表明:施肥后40天内,N+DCD和N+DCD+S处理土壤NH4+-N含量均高于N处理,其中N+DCD处理在第6~20天显著高于N处理,而N+DCD+S处理直到第30天仍显著高于N处理,比只施DCD的处理硝化抑制作用延长了10天;而两个添加硝化抑制剂处理土壤NO3--N含量显著低于N处理,降幅达18.72%~58.91%。与N处理相比,N+DCD和N+DCD+S处理明显降低了土壤总硝化速率和反硝化速率,试验前期差异最大,进一步证实了硝化抑制剂可以有效地抑制NH4+-N向NO3--N的转化。N处理氨挥发速率峰值最大,但持续时间最短;N+DCD处理氨挥发持续时间为19天,N+DCD+S处理持续时间最长,分别比N和N+DCD处理延长17和7天。添加硝化抑制剂的处理氨挥发总量显著高于只施尿素处理,但各处理氨挥发总量占施氮量比例均处于较低水平。 4.不同供氮水平下幼龄苹果园氮素去向研究结果表明:施用氮肥显著增加了植株生物量和吸氮量,而氮肥利用率随施氮量的增加显著降低,N75、N150和N225的氮肥利用率分别为31.28、22.95和19.38%。土壤残留氮量随施氮量的增加而显著增大,且残留氮素主要分布于0-60 cm土层,深层渗漏量很小。整个作物-土壤体系氮素回收率随施肥量的增加显著降低,损失率显著增高。N75处理的氮素回收率为60.41%,显著高于N150(46.41%)和N225处理(40.88%);而损失率最低(39.59%)且显著低于其它两个处理。氨挥发损失随施氮量的增加显著升高,N2O损失量各处理间无明显差异,并且各处理的氮素损失中氨挥发和N2O损失所占比例较低,较多的氮素通过反硝化和径流等其它途径而损失。


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