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有机肥对滨海稻田氨挥发特征及氮素利用效率的影响

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有机肥对滨海稻田氨挥发特征及氮素利用效率的影响

作者：郭柯凡扬州大学

学位级别：硕士

水稻作为我国重要粮食作物之一,种植过程中大量氮肥的使用以及高温高湿的环境引起氨挥发的产生。大气中大量氨的存在促进细颗粒污染物的形成,降低大气质量,通过沉降进入水体和土壤后,还会导致水体富营养化、土壤酸化等生态环境问题。滨... 详细信息

水稻作为我国重要粮食作物之一,种植过程中大量氮肥的使用以及高温高湿的环境引起氨挥发的产生。大气中大量氨的存在促进细颗粒污染物的形成,降低大气质量,通过沉降进入水体和土壤后,还会导致水体富营养化、土壤酸化等生态环境问题。滨海水稻种植区土壤养分含量低、保肥保水性差以及pH高的特点不但需要更大的氮肥使用量,也将产生更多的氨挥发。因此本研究立足滨海主要水稻种植区,设置化肥(CT)、有机肥(OT)和不施肥(CK)三个处理,采用密闭室间歇抽气法,开展了滨海稻田氨挥发的田间试验,研究滨海地区稻田不同施肥期氨挥发特征以及主要影响因素,并探究有机肥和化肥对水稻生长和氮肥利用效率的影响。研究结果如下:(1)滨海稻田不同施肥时期不同处理的氨挥发特征有所不同,除CT处理基肥期呈现“高峰持续期长”的特点以及OT处理基肥期的“先降后增”外,其余时期均呈现“单高峰、下降快、降速由高到低”的规律。各处理不同施肥时期氨挥发均在施肥后的1-2天内达到峰值,并在施肥后的6-9天内基本结束。滨海稻田不同施肥期氨挥发累积均分为快速增长期以及缓慢增加期两个阶段,快速增长期除CT处理基肥期为施肥后的1-8天,OT处理基肥期为施肥后的1-4天外,其余均为施肥后的1-6天。(2)CT、OT、CK处理水稻全生育期氨挥发累积量分别为243.42 kg/hm2、144.42 kg/hm2、78.92 kg/hm2,处理间差异显著。与CT处理相比,OT处理水稻全生育期氨挥发累积量减少99.02 kg/hm2,降幅达40.68%。有机肥主要减少了基肥、第1次追肥期、第2次追肥期稻田氨挥发量,减少幅度分别为:63.20%、53.94%、66.65%。(3)滨海稻田不同施肥期氨挥发主要影响因素存在差异。土壤铵态氮含量、土壤硝态氮含量、土壤有机质含量、田面水铵态氮浓度、田面水全氮浓度、田面水pH对稻田滨海稻田氨挥发影响较大。与单施化肥相比,有机肥主要使土壤铵态氮含量、田面水铵态氮浓度、田面水全氮浓度分别降低了 27.51%、41.25%、43.23%,以及使土壤有机质含量增加42.82%,减少氨挥发的产生。(4)CT、OT、CK处理水稻产量籽粒产量分别8.77 t/hm2、8.31 t/hm2、5.75 t/hm2。与CT处理相比,OT处理水稻产量减少5.21%,水稻氮肥吸收利用率、氮肥生理利用率,氮肥农学利用率、氮肥偏生产力分别降低了 1.55%、2.71 kg/kg、0.77 kg/kg、0.78 kg/kg,均未达显著水平。但OT处理中约48.06%的肥料氮残留于土壤中,除水稻吸收的30.63%以及氨挥发损失的17.07%外,仅有4.24%通过其他途径流失致环境中;CT处理肥料氮除被水稻吸收利用的32.18%以及氨挥发损失的43.29%外,剩余的24.53%均通过其他途径损失致环境中,并且使土壤氮存量降低4.35%。因此,有机肥能在不显著降低水稻产量的前提下降低滨海稻田氨挥发,增加土壤氮存量,具有推广意义。

关键词：有机肥滨海稻田氨挥发影响因素氮肥利用效率

外源氮对滨海围垦稻田土壤N_(2)O还原速率的影响机制研究

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中国土壤与肥料 2022年第8期 76-83页

作者：饶旭东谢晴薛梦琪周聪张耀鸿南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/江苏省农业气象重点实验室江苏南京210044

滨海湿地位于海陆交错带,具有很高的生态价值;近百年来的人类活动深刻改变了湿地土壤的N_(2)O排放通量。为探明外源氮对滨海围垦稻田土壤N_(2)O还原潜力的影响,选取长江口崇明岛东滩芦苇湿地和围垦区不同围垦年限(19、27、51、86年)的... 详细信息

滨海湿地位于海陆交错带,具有很高的生态价值;近百年来的人类活动深刻改变了湿地土壤的N_(2)O排放通量。为探明外源氮对滨海围垦稻田土壤N_(2)O还原潜力的影响,选取长江口崇明岛东滩芦苇湿地和围垦区不同围垦年限(19、27、51、86年)的稻田土壤为研究对象,添加不同形态外源氮后研究湿地土壤N_(2)O还原速率的变化情况。结果表明,无氮添加条件下芦苇湿地土壤N_(2)O还原速率最高,为36.6μg·g^(-1)·d^(-1),相比围垦19年稻田土壤提高了103%;添加硝态氮条件下围垦86年稻田土壤N_(2)O还原速率最高,是围垦19年稻田土壤的3.9倍,添加铵态氮和硝态氮条件下稻田土壤N_(2)O还原速率年增长率分别为0.37和0.69μg·g^(-1)·d^(-1)·年^(-1),比无氮处理分别高出140%和343%。对于同一样地土壤而言,外源氮输入对其N_(2)O还原速率的影响效应各异。其中,与无氮对照相比,添加铵态氮条件下芦苇湿地土壤的N_(2)O还原速率降低了32%,而添加硝态氮条件下围垦86年稻田土壤的N_(2)O还原速率增加了91%。相关性分析发现,稻田N_(2)O还原速率与土壤有机碳、总氮呈显著正相关,而与电导率、SO_(4)^(2-)呈显著负相关。因此,在围垦区水稻生产中,不同形态氮肥施用对稻田土壤的N_(2)O还原过程产生重要的影响效应。

关键词：滨海稻田外源氮围垦 N_(2)O还原

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静态箱法在甲烷排放及稻田甲烷减排策略研究中的应用

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实验技术与管理 2011年第7期28卷 53-56,78页

作者：王维奇雷波李鹏飞赵娜林德华福建师范大学湿润亚热带生态-地理过程省部共建教育部重点实验室福建福州350007 福建师范大学亚热带湿地研究中心福建福州350007 福建师范大学地理研究所福建福州350007

为揭示天然湿地与稻田甲烷排放特征的差异,采用静态箱法对闽江河口天然湿地和稻田甲烷排放特征进行了比较,并探讨了水旱轮作的甲烷减排模式。结果表明:早稻田平均甲烷排放量为17.03 mg/m2.h,高于相应季节的天然芦苇沼泽甲烷排放量(7.47 ... 详细信息

为揭示天然湿地与稻田甲烷排放特征的差异,采用静态箱法对闽江河口天然湿地和稻田甲烷排放特征进行了比较,并探讨了水旱轮作的甲烷减排模式。结果表明:早稻田平均甲烷排放量为17.03 mg/m2.h,高于相应季节的天然芦苇沼泽甲烷排放量(7.47 mg/m2.h);天然湿地和稻田土壤理化特征差异是导致甲烷排放量不同的主要原因;早稻田甲烷排放量日变化主要受温度影响,而潮汐是影响天然芦苇沼泽的关键因素;水旱轮作可有效降低稻田甲烷排放。

关键词：天然湿地滨海稻田水旱轮作甲烷排放

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围垦年限及施氮对滨海湿地CH4好氧氧化过程的影响

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土壤 2023年第1期55卷 72-78页

作者：周聪饶旭东薛梦琪张耀鸿高霄鹏贾仲君南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/江苏省农业气象重点实验室南京210044 土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 加拿大曼尼托巴大学土壤科学系温尼伯R3T2N2

本试验选取崇明东滩的光滩湿地和芦苇湿地为对照,比较研究不同围垦年限(19、27、51、86 a)的围垦区稻田耕层土壤CH_(4)好氧氧化的速率和固碳量以及对氮肥的响应特征。结果表明,围垦稻田土壤有机碳(SOC)含量随围垦年限增长而显著增加,而... 详细信息

本试验选取崇明东滩的光滩湿地和芦苇湿地为对照,比较研究不同围垦年限(19、27、51、86 a)的围垦区稻田耕层土壤CH_(4)好氧氧化的速率和固碳量以及对氮肥的响应特征。结果表明,围垦稻田土壤有机碳(SOC)含量随围垦年限增长而显著增加,而湿地土壤的酸碱度(pH)、硫酸根离子(SO42–)浓度和电导率(EC值)则均随围垦年限增长而呈逐渐下降趋势。围垦稻田的CH_(4)好氧氧化速率存在显著差异,其中围垦27 a稻田最高,为32μg/(g·d),但远低于芦苇湿地(82μg/(g·d))。CH_(4)好氧氧化驱动的固碳净增量(^(13)C-SOC)介于10.3~19.6μmol/g,与CH_(4)氧化速率显著正相关。围垦86 a稻田CH_(4)好氧氧化的固碳效率(^(13)C-SOC净增量/^(13)CH_(4)转化量)为61%,显著高于围垦19 a和27 a稻田。添加3种氮肥(NH_(4)^(+)-N,NO_(3)^(-)-N,Urea)均显著提高了围垦稻田土壤的CH_(4)好氧氧化速率,尤其以NH_(4)^(+)-N最为明显。相反,3种氮肥对围垦稻田土壤的^(13)C-SOC净增量没有明显影响,导致其CH_(4)氧化的固碳效率减小。综上,滨海稻田的CH_(4)好氧氧化速率与围垦年限并无显著正相关,但围垦年限长的稻田中CH_(4)氧化的固碳效率较高;施加氮肥可显著提高围垦稻田土壤的CH_(4)好氧氧化速率。

关键词：甲烷氧化围垦滨海稻田固碳量固碳效率氮响应

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