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双季稻不同栽培模式氨挥发与温室气体排放研究

时亚文  
【摘要】:我国是世界上最大的氮肥生产和消费国,氮肥用量约占全球氮肥用量的1/3,仅水稻生产所用氮肥就占7%,但我国水稻生产的氮肥利用率仅为30%左右。在水稻生产中,所施氮肥不能完全被作物吸收,其中氨挥发是氮肥损失的主要途径之一,这对全球气温的升高和水体富营养化都有影响。农田土壤是温室气体排放的重要来源之一,在农业管理措施中,肥料施用的影响对农田温室气体排放的贡献最大。如何在提高产量的同时,减少氨挥发与温室气体排放,从而降低环境污染和维持生态平衡,是当前作物研究的一个热点和难点。 本试验于2010年在浏阳市永安镇大田条件下进行了早晚两季试验,试验设氮空白(T1)、当地农民栽培模式(T2)、高产高效栽培模式(T3)、超高产栽培模式(T4)及高效超高产栽培模式(T5)等5个处理以构建不同的产量水平,分析了不同栽培模式下稻谷产量、氮肥农学利用率、氨挥发、氮素形态、温室气体排放特性,以期为确定最佳栽培模式提供基础理论和实践依据。主要研究结果如下: (1)不同栽培模式T2、T3、T4、T5的稻谷产量在早、晚季均呈T4T5T3T2梯度变化;T2、T3、T4、T5的氮肥农学利用率在早季分别为17.19kg/kg,31.64kg/kg,22.95kg/kg,22.64kg/kg,晚季分别为6.09kg/kg,15.77kg/kg,20.63kg/kg,18.89kg/kg;T2、T3、T4、T5的氮素吸收利用率在早季分别为34.1%,56.5%,46.4%,46.4%,晚季分别为13.5%,39.1%,55.4%,51.8%;T3、T4、T5的稻谷产量、氮肥农学利用率和吸收利用率均显著高于T2。 (2)不同栽培模式T2、T3、T4、T5的氨挥发总量,早季分别为58.80kg/ha、38.15kg/ha、53.45kg/ha、43.34kg/ha;晚季分别为97.29kg/ha、56.05kg/ha、74.23kg/ha、61.70kg/ha;T2、T3、T4、T5的氨挥发总量占施氮量比例,早季分别为39.20%、31.79%、29.70%、28.90%,晚季分别为58.97%、41.52%、38.07%、37.79%。早、晚季氨挥发总量与施氮量相关系数分别是0.930和0.910,均达到极显著水平。 (3)T2、T3、T4、T5的氨挥发总量中,前期(施基肥和蘖肥后)挥发比例早季分别为99.60%、86.94%、87.54%、92.23%,晚季分别为99.99%、93.55%、92.61%、94.74%,早、晚季不同栽培模式的稻田氨挥发的主要来源是基肥和蘖肥,氮肥后移处理(T3、T4、T5)明显减少了氨挥发损失。 (4)对田面水氨态氮和硝态氮浓度的监测表明,早、晚季各栽培模式不同时期施肥后,田面水氨态氮和硝态氮浓度均随着施肥量的增加而增加,虽然有利于水稻吸收利用,但是较高的氨态氮浓度促使液态氨向气态氨转化和促进硝化作用,从而导致氨挥发损失和硝化损失。 (5)对稻田温室气体CH4和N20的监测表明,早、晚季CH4排放量T3、T4与T2无显著差异;早季N20的排放量T3、T4与T2无显著差异;晚季N20的排放量T3与T2无显著差异,但T4、T5显著大于T2;早、晚季T5模式的CH4和N20排放通量均高于其他处理,这可能与T5处理的稻草还田有关。 本研究中,通过优化栽培模式,高产与N肥高效栽培模式(T3)不仅产量和氮肥利用效率显著高于对照(T2),同时氨挥发量在所有处理中最小,温室气体的排放量与对照差异不显著,适宜大面积示范和推广。


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