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地膜覆盖、氮肥及不同种类抑制剂的使用对菜地生态系统N2O排放的影响

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地膜覆盖、氮肥及不同种类抑制剂的使用对菜地生态系统N2O排放的...

作者：冯迪西南大学

学位级别：硕士

近年来我国的蔬菜种植面积逐年增加,且复种指数和化肥使用量较高,导致菜地生态系统温室气体排放增多。氮肥施用是影响土壤氧化亚氮(NO)排放的重要因素,应用硝化抑制剂能够有效地提高氮肥利用率和农作物的产量。地膜覆盖与施氮是两种重... 详细信息

近年来我国的蔬菜种植面积逐年增加,且复种指数和化肥使用量较高,导致菜地生态系统温室气体排放增多。氮肥施用是影响土壤氧化亚氮(NO)排放的重要因素,应用硝化抑制剂能够有效地提高氮肥利用率和农作物的产量。地膜覆盖与施氮是两种重要的农业措施,对作物的生长和产量及土壤理化性质的影响已有大量的研究报道,关于地膜覆盖和施氮及抑制剂的使用对农田生态系统NO排放的影响研究并不多见,而且以菜地生态系统为研究对象的报道更加鲜有。本研究选取西南地区常见的菜地(辣椒-萝卜轮作)为研究对象,采用静态暗箱/气相色谱法,进行为期三年(2014年5月-2017年3月)的野外观测实验,设置覆膜和不覆膜两种种植方式,在两种种植方式下均设有四个氮肥浓度梯度(高氮、中氮、低氮及无氮),研究地膜覆盖及施氮对NO排放通量、土壤剖面NO浓度和土壤环境因子的影响,探讨地膜覆盖和施氮对NO排放的影响机制;通过室内盆栽实验研究不同种类的抑制剂对菜地NO排放的影响,为我国农田温室气体的减排提供理论依据。主要的研究结果如下:(1)在整个观测期内,高氮条件下覆膜处理的NO平均排放通量显著大于常规处理(p0.05);第二年和第三年的辣椒季,覆膜垄上NO平均排放量都远高于覆膜垄沟,覆膜垄沟和常规垄沟排放无显著性差异(p>0.05),说明覆膜对菜地土气间NO的主要传输方式并无明显的影响。(4)在常规处理下,当2-氯-6-三氯甲基吡啶(CP)和双氰胺(DCD)联合使用时,NO的减排率最高,为90.12%;在覆膜处理下,添加脲酶抑制剂(NBPT)对NO的排放没有起到减排作用,其他的抑制剂均能减少NO的排放,当CP和DCD联合使用时,NO的减排率最高,为55.72%。通过比较发现,每种抑制剂在常规处理下均比覆膜处理NO的减排率高,说明抑制剂在不覆膜处理下效果更好。(5)在整个观测期内,覆膜处理土壤平均含水率显著高于常规处理(覆膜:18.21%常规:17.53%)(p<0.05)。进一步进行分析发现,在整个辣椒季,覆膜处理土壤平均含水率显著小于常规处理(覆膜:16.06%常规:16.68%)(p<0.05),常规处理比覆膜处理增加了3.86%;在整个萝卜季,覆膜处理土壤平均含水率显著高于常规处理(覆膜:20.01%常规:18.13%)(p<0.05)覆膜处理比常规处理增加了10.37%,说明覆膜处理的保水作用在秋冬季更加明显。在整个辣椒季,覆膜处理下10、20和30cm处土壤的温度比常规处理平均增加了3.34%、3.01%、3.54%;在整个萝卜季,覆膜处理下10、20和30cm处土壤的温度比常规处理平均增加了2.46%、1.72%、3.11%,说明覆膜处理在夏季的增温效果更为突出。覆膜处理能够显著提高土壤中铵态氮(NH-N)和硝态氮(NO-N)的含量,土壤中的NH-N在辣椒季覆膜处理比萝卜季覆膜处理时提高的更为显著(辣椒季:67.09%、10.49%、45.14%;萝卜季:7.64%、48.04%、5.92%);土壤中的碱解氮和全氮(TN),除了第一年外,第二年和第三年的覆膜处理均能提高其在土壤中的含量。在本研究中第一年和第三年萝卜季覆膜处理能够显著提高土壤中微生物量碳(SMBC

关键词：菜地生态系统地膜覆盖氮肥施用 N2O排放影响因素

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地膜覆盖对菜地生态系统N2O排放的影响

地膜覆盖对菜地生态系统N2O排放的影响

作者：李睿西南大学

学位级别：硕士

地膜覆盖栽培是一项被广泛应用于改善土壤条件、提高作物产量的革命性农耕技术。NO是一种重要的温室气体,主要来自于农业源的排放。地膜覆盖改变了农田土壤的基本性质,引起土壤水分、温度、微生物和养分等的变化,而这些变化势必又会影... 详细信息

地膜覆盖栽培是一项被广泛应用于改善土壤条件、提高作物产量的革命性农耕技术。NO是一种重要的温室气体,主要来自于农业源的排放。地膜覆盖改变了农田土壤的基本性质,引起土壤水分、温度、微生物和养分等的变化,而这些变化势必又会影响到土壤NO的产生、传输和排放过程。本研究以西南地区常见菜地(辣椒-萝卜轮作)为研究对象,采用静态暗箱/气相色谱法,原位进行了一年的野外试验,研究地膜覆盖和不同氮肥施用量(高氮、中氮、低氮、无氮)条件对菜地生态系统NO排放通量的影响,对菜地耕层不同深度土壤NO浓度的影响,以及对土壤温度、湿度和土壤碳氮组分的影响,探讨覆膜和氮肥施用对菜地生态系统NO排放的影响机制,为我国农田温室气体减排提供理论依据,也为我国的环境外交谈判起到积极的科学支持作用。研究结果如下:1、地膜覆盖和氮肥施用对菜地生态系统NO排放的影响(1)不同氮肥施用量处理全季的平均NO排放通量分别为:高氮,覆膜(820.84μg·m-2h-1)0.05)。整个种植期内,各次施肥或连续降水后,覆膜和常规农田均会出现NO的排放高峰。两种处理下农田的NO排放均呈现出辣椒季高于萝卜季的趋势。(2)辣椒季时,高氮条件下覆膜和常规菜地的NO排放系数及常规农田的氮肥贡献率均达到最大,分别为0.11%、0.12%和52.19%,中氮条件时覆膜处理的氮肥贡献率最大(57.14%);萝卜季时,覆膜和常规农田的NO排放系数与氮肥贡献率均在高氮条件下达到最大,分别为0.04%与0.01%,77.28%与68.51%。(3)辣椒季时,低氮(覆膜:1.69kg·hm-2,常规:2.09kg·hm-2)和中氮(覆膜:1.32kg·hm-2,常规:3.11kg·hm-2)条件下菜地的NO累积排放量在幼苗期最高,高氮和无氮在开花坐果期(高氮覆膜:9.85kg·hm-2,常规:6.07kg·hm-2;无氮常规:0.37kg·hm-2)最高(P菜地的累积排放量在肉质根生长盛期最多(高氮覆膜:4.87 kg·hm-2,常规:1.47 kg·hm-2;中氮覆膜1.75 kg·hm-2,常规:1.16kg·hm-2;低氮覆膜:0.88kg·hm-2,常规:0.94kg·hm-2;无氮覆膜:0.61kg·hm-2,常规:0.34kg·hm-2)。(4)覆膜菜地的NO日排放高过常规处理(p菜地于14:00达到NO排放的一个峰值(210.53μg·m-2h-1),夜间22:00达到一个排放低谷(99.44μg·m-2h-1);常规菜地于8:00达到极大值137.43μg·m-2h-1,16:00出现一个极小值42.69μg·m-2h-1。(5)农田有大量NO产生时,覆膜垄上(326.93μg·m-2h-1)和覆膜垄间(733.95μg·m-2h-1)都会出现NO的排放高峰,高峰消退之后,沟内的NO排放大大降低,与常规垄沟排放差异不大,略低于覆膜垄上排放(p>0.05);说明在没有NO的大量排放时,地膜覆盖对菜地土气间NO的主要传输方式并无明显的影响。(6)覆膜和常规菜地土壤的NO浓度基本随土层深度的增加而增加;常规菜地的NO排放通量分别与10cm、20cm和30cm土层处的NO浓度间显著相关,覆膜菜地与30cm处的NO浓度显著相关;常规或覆膜菜地不同土层深度处的土壤NO浓度间显著相关,不同处理同一深度处的土壤NO浓度间也存在显著的相关关系。2、地膜覆盖对农田土壤环境的影响覆膜和常规菜地的最高温度和含水率分别可达33.50℃、26.95℃和24.84%、22.81%;土壤氨氮、硝氮、碱解氮、dtn、tn含量基本符合覆膜处理高于常规处理的规律,don则刚好相反(p>0.05);常规菜地的最高smbn、smbc含量均出现在辣椒季,分别为29.32、304.60mg·kg-1,覆膜菜地的最高含量出现在萝卜季,可达30.98、356.57mg·kg-1;覆膜菜地的脲酶活性最高可达269.02mgnh4+-n·kg-1,最低为101.89mgnh4+-n·kg-1;常规处理土壤的脲酶活性最高为121.87mgnh4+-n·kg-1,最低73.96mgnh4+-n·kg-1。3、地膜覆盖对农田作物的影响高氮条件时覆膜菜地(20.02kg·m-2)的萝卜地下生物量(产量)明显高于常规处理(14.06kg·m-2)(p0.05);覆膜处理辣椒的根、茎和叶的t

关键词：西南地区菜地生态系统地膜覆盖 N2O排放影响因素

地膜覆盖和氮肥施用对菜地生态系统N2O排放的影响

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地膜覆盖和氮肥施用对菜地生态系统N2O排放的影响

作者：柴雪思西南大学

学位级别：硕士

地膜覆盖和氮肥施用作为现代农业生产中两种重要的农艺措施,对作物和土壤性质的影响已有大量的研究报道。氧化亚氮(NO)是最主要的温室气体之一,它在产生温室效应的同时还会对臭氧层形成强烈的破坏作用,而农业生态系统已经成为产生NO的... 详细信息

地膜覆盖和氮肥施用作为现代农业生产中两种重要的农艺措施,对作物和土壤性质的影响已有大量的研究报道。氧化亚氮(NO)是最主要的温室气体之一,它在产生温室效应的同时还会对臭氧层形成强烈的破坏作用,而农业生态系统已经成为产生NO的重要来源。目前关于覆膜和施氮对农田生态系统NO排放影响的研究并不多见,以菜地生态系统为研究对象的报道更加鲜有。本文选取辣椒-萝卜轮作菜地为试验对象,于2014年5月016年3月在农业部重庆紫色土生态环境重点野外科学观测试验站进行了为期2年的野外观测试验(第一年:2014年5月18日015年3月22日,第二年:2015年3月23日016年3月14日),设置覆膜无氮(FN)、覆膜低氮(FN)、覆膜中氮(FN)、覆膜高氮(FN)和不覆膜无氮(NN0)、不覆膜低氮(NN1)、不覆膜中氮(NN)、不覆膜高氮(NN3)八个处理,针对地膜覆盖和不同施氮水平对菜地生态系统NO排放特征及影响因素、土壤水热状况和碳氮组分等问题开展了研究,以期阐明覆膜后菜地土壤NO的排放特点,揭示环境因素和氮肥施用量对膜下菜地土壤NO排放的影响机制,为探索减少菜地生态系统NO排放的农田管理措施提供理论依据。主要研究结果如下:(1)整个观测期间,FN、FN、FN以及FN的NO平均排放通量分别为503.76、163.31、137.47和46.98μg·m-2h-1,NN3、NN、NN1和NN0的均值分别为468.91、264.42、165.28和52.04μg·m-2h-1,覆膜能明显减少低氮和中氮条件下NO的排放(P菜地NO排放的影响很大程度上取决于不同种植季节土壤的环境条件以及降水状况,春夏季地膜盖措施会减少NO的排放,而秋冬季节覆膜对土壤NO的排放则表现为促进作用。(2)氮肥施用是促进菜地NO气体排放的一个重要因素,两年观测期间,NO的平均排放通量表现为随氮肥施入量的增大而增加,并且单因素方差分析显示,相比于不施肥菜地,高氮处理对覆膜与常规菜地NO排放的促进作用尤为明显(P菜地NO排放系数在第一年秋冬季节FN条件下最高,为4.36%,其它种植季节各处理NO排放系数的范围在0.14%.91%之间。(3)除高氮处理外,覆膜使中、低以及无氮处理菜地NO累积排放量的年均值分别减少了61.73%、20.25%和28.50%,而施肥则会增加土壤NO总的累积排放量,并且施氮量越高NO累积排放量越大,NN3(74.95 kg·hm-2)>NN(42.26kg·hm-2)>NN1(26.42 kg·hm-2)>NN0(7.89 kg·hm-2),FN(80.52 kg·hm-2)>FN(26.13 kg·hm-2)>FN(21.97 kg·hm-2)>FN(6.14 kg·hm-2)。除此之外,各处理的NO累积排放量还表现出了明显的年际差异,第二年的年累积排放量明显低于第一年的值。(4)整个观测期间,不同深度土层中NO浓度与地面NO的排放趋势高度相似,土壤剖面10 cm、20 cm和30 cm处NO平均浓度分别为,覆膜:1.84、2.77和2.95 ppmv(1 ppmv=10-6 V/V),常规:1.56、2.71和2.70 ppmv,基本表现为随土层深度的增加而增大,但相同土层深处常规和覆膜处理下土壤NO浓度无显著性差异(P>0.05)。(5)覆膜垄沟处理下NO的平均排放通量仅在第一年的秋冬萝卜种植季节(56.91μg·m-2h-1)略高于覆膜垄上NO的平均排放通量(49.30μg·m-2h-1)(P>0.05)。而在第二年的辣椒-萝卜种植期间,覆膜垄沟NO的排放通量与常规垄沟的数值相当,均低于覆膜垄上NO的排放(P>0.05),说明覆膜对菜地土气间NO的主要传输方式并无明显影响。(6)地膜覆盖后10 cm、20 cm和30 cm深土层土壤温度相比于常规处理分别提高了3.8%、3.4%和4.9%。地膜的保水作用在秋冬萝卜种植期间得到了更加充分的体现。在第一年的春夏季和次年秋冬季节覆膜增加土壤中无机氮素以及碱解氮含量的作用突出(P0.05),说明覆膜对土壤中矿质氮素的含量起着至关重要的作用。覆膜对菜地土壤整个观测期间SMBC、SMBN平均含量的影响并不显著(P>0.05),但在第一年秋冬季节能够明显提高土壤SMBC、SMBN的含量(P菜地土壤脲酶活性(P菜地土壤脲酶活性的效果较弱;在温度相差不大的条件下水分可能是限制菜地土壤SMBC、SMBN含量高低的主要原因,而土壤脲酶活性则受到土壤pH的影响较大。(7)两年萝卜种植期间,高氮水平下,覆膜萝

关键词：菜地生态系统地膜覆盖氮肥处理 N2O排放特征影响因素

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菜地生态系统土壤呼吸状况及其影响因素

甘肃科技 2020年第14期36卷 26-30页

作者：张晶山西农业大学山西太谷030801

近几年全球气候变暖已经成为人类共同面对的问题,土壤释放的CO2又是大气CO2的重要组成部分,因此研究土壤呼吸是十分必要且紧迫的。本研究采用LI-8100自动土壤碳通量测量系统,在黑河流域的张掖灌区选择一块辣椒地进行土壤呼吸测定,选取... 详细信息

近几年全球气候变暖已经成为人类共同面对的问题,土壤释放的CO2又是大气CO2的重要组成部分,因此研究土壤呼吸是十分必要且紧迫的。本研究采用LI-8100自动土壤碳通量测量系统,在黑河流域的张掖灌区选择一块辣椒地进行土壤呼吸测定,选取土壤呼吸最强的七月、八月、九月的实验数据,利用SPSS进行相关性分析,并分析土壤呼吸的日变化与季节变化规律及温度、湿度对土壤呼吸速率的影响。研究发现,辣椒地的土壤呼吸状况呈现出不同的日变化以及季节变化规律,在不受其他环境因素的影响下,12点到15点为每日的最大日动态土壤呼吸时间,并且与最高土壤温度同步。温度与土壤呼吸速率成指数关系,湿度与土壤呼吸速率呈线性关系,并计算分析了土壤呼吸速率测定的最佳时间。

关键词：土壤呼吸菜地生态系统生物因素非生物因素

湘潭市郊冬季菜地生态系统杂草植物群落物种多样性的研究

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湘潭师范学院学报（自然科学版） 2002年第1期24卷 53-57页

作者：易俗王瑞兰汪琼杨桂云湘潭师范学院生命科学与资源环境学院湖南湘潭411201

对湘潭市郊菜地生态系统冬季期间杂草植物群落的物种多样性进行了初步研究 .共出现 18种 ,分属于 10科 15属 .物种丰富度为 9- 15 ;Simpson指数为 0 .6 40 1- 0 .74 5 1;Shannon -Wiener指数为 1.4 85 2 -1 70 0 0 ;均匀度指数为 0 .5 7... 详细信息

对湘潭市郊菜地生态系统冬季期间杂草植物群落的物种多样性进行了初步研究 .共出现 18种 ,分属于 10科 15属 .物种丰富度为 9- 15 ;Simpson指数为 0 .6 40 1- 0 .74 5 1;Shannon -Wiener指数为 1.4 85 2 -1 70 0 0 ;均匀度指数为 0 .5 791- 0 .714 5 .结果表明 :离市中心越远。

关键词：菜地生态系统杂草植物群落冬季物种多样性湘潭市郊物种丰富度 Simpson指数

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退化菜地生态系统的表现及改良

吉林农业 2008年第7期 30-31页

作者：唐高霞黑龙江省哈师大呼兰学院生物系 150500

1．退化菜地的主要表现一是荒漠化。这是一种在人为或自然双重因素作用下的土地质量全面退化和有效经济用地数量减少的过程，将直接导致菜地生产力的退化，如耕地理化性质改变．生物量减少，生产力衰退、生物多样性降低及沙化。二是菜... 详细信息

1．退化菜地的主要表现一是荒漠化。这是一种在人为或自然双重因素作用下的土地质量全面退化和有效经济用地数量减少的过程，将直接导致菜地生产力的退化，如耕地理化性质改变．生物量减少，生产力衰退、生物多样性降低及沙化。二是菜地盐碱化。对菜地不合理灌溉，大水漫灌，有灌无排导致盐分在土壤表层积累，使盐碱地面积增加，菜地生产力降低。

关键词：菜地生态系统退化改良生物多样性生产力经济用地土地质量理化性质

小麦-玉米轮作田与菜地N_2O排放的对比研究

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土壤学报 2012年第1期49卷 96-103页

作者：于亚军高美荣朱波山西师范大学城市与环境科学学院山西临汾041004 中国科学院成都山地灾害与环境研究所成都610041

应用静态箱/气相色谱法对旱地小麦-玉米轮作田和种菜历史超过20a的菜地进行了N2O排放的定位观测,分析了旱地和菜地生态系统N2O排放特征的差异,及施氮、土壤温度、土壤湿度和作物参与对两种农田系统N2O排放的不同影响。结果表明,不施氮... 详细信息

应用静态箱/气相色谱法对旱地小麦-玉米轮作田和种菜历史超过20a的菜地进行了N2O排放的定位观测,分析了旱地和菜地生态系统N2O排放特征的差异,及施氮、土壤温度、土壤湿度和作物参与对两种农田系统N2O排放的不同影响。结果表明,不施氮情况下,旱地和菜地N2O排放通量分别为17.8±5.6和50.7±13.3μg m-2h-1,菜地N2O排放通量是旱地农田的3.1倍。在施氮(N 150 kg hm-2)情况下,菜地N2O排放系数较旱地高39.0%。粮食作物参与和蔬菜作物参与对增加各自农田生态系统N2O排放量的贡献无明显差异。旱地和菜地不同作物季N2O排放量的差异主要是由于作物生育期长短不同造成单位时间施肥强度存在差异。所以,根据作物生育期特点调节施肥量可能会减少农田生态系统N2O排放量,并且由于菜地各蔬菜生育期长短的差异更大,因此,菜地若能实现精量施肥,其N2O减排的潜力可能大于旱地农田。

关键词： N2O排放菜地生态系统小麦-玉米轮作系统影响因子

2016-2021年海南文昌菜地土壤微生物数据集

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中国科学数据（中英文网络版） 2023年第4期8卷 95-104页

作者：陈淼李勤奋中国热带农业科学院环境与植物保护研究所海口570100 海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站海南儋州571737 农业农村部热区高效农业绿色低碳重点实验室海口570100

随着热带特色高效农业的快速发展,种植结构变化加快,新的耕作管理模式对菜地生态系统影响的不确定性增加。土壤微生物在维持土壤功能方面起重要作用,是表征土壤质量的重要指标。因此监测热带地区菜地种植制度下微生物群落组成和功能及代... 详细信息

随着热带特色高效农业的快速发展,种植结构变化加快,新的耕作管理模式对菜地生态系统影响的不确定性增加。土壤微生物在维持土壤功能方面起重要作用,是表征土壤质量的重要指标。因此监测热带地区菜地种植制度下微生物群落组成和功能及代谢,对于探究微生物群落演替及其驱动因子和养分循环等微观机理尤为重要。本数据集基于土壤微生物DNA/RNA分子生物学技术,整合了2016–2021年海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站文昌观测场菜地单施化肥、秸秆还田、化肥+秸秆还田三种模式下土壤细菌和真菌的扩增子高通量测序数据,样地的设置、观测和维护、样品的采集、样品制备与保存、数据填报和质控严格按照中国生态研究网络(CERN)统一规范执行。本数据集对于研究热带地区菜地生态系统养分循环、分析环境要素与生产系统间的相互作用机理、调整作物耕作管理方式和养分投入、提高热带农业生态系统服务功能等具有重要实际意义。

关键词：热带地区 2016–2021年菜地生态系统扩增子高通量测序细菌真菌

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生活要素对黄曲条跳甲作用地位的模糊推断

广西科学 1997年第1期4卷 27-30页

作者：韦泽平文明彭承沂广西农科院植保所

用Ｌ．Ａ．Ｚａｄｅｈ的ＣＲＩ法和Ｒ．Ｒ．

关键词：生活要素模糊推断菜地生态系统黄曲条跳甲