冬小麥-夏玉米輪作體系農(nóng)田土壤N-,2-O排放和CH-,4-吸收特征.pdf

1、華北平原是中國重要的糧食產(chǎn)區(qū),氮肥過量投入是目前該地區(qū)冬小麥/夏玉米輪作體系中存在的普遍問題.過量的氮肥施用不僅僅降低了氮肥的利用率,而且會引起N<,2>O的大量排放并抑制農(nóng)田土壤對甲烷的吸收.該研究建立了N<,2>O/CH<,4>連續(xù)自動觀測系統(tǒng),利用該系統(tǒng)在2002-2003年對傳統(tǒng)和優(yōu)化的氮肥管理體系的N<,2>O排放和CH<,4>吸收進行了兩個輪作周期的連續(xù)觀測,以明確冬小麥/夏玉米輪作體系的N<,2>O排放和CH<,4>吸收的

2、特征及其減排潛力.主要研究結(jié)果如下:該研究構(gòu)建的N<,2>O/CH<,4>連續(xù)自動觀測系統(tǒng)每天每個處理可分別獲得20個N<,2>O和CH<,4>的排放通量值,能夠準確的捕捉N<,2>O的日排放變異.利用N<,2>O/CH<,4>連續(xù)自動觀測系統(tǒng)評價了常用的箱法間歇采樣N<,2>O測定方法.結(jié)果表明,不同采樣時間對間隔采樣的計算結(jié)果影響很大,在7:20-18:00的模擬采樣時間中,隨著采樣時間的延后計算的N<,2>O排放結(jié)果具有先升高后降

3、低的趨勢,與N<,2>O的日排放規(guī)律相一致.其中,14:30采樣計算的排放量最大,比最低值(7:20采樣)高254﹪.在冬小麥/夏玉米輪作體系農(nóng)民傳統(tǒng)的水肥管理處理中,2001-2002和2002-2003兩個輪作周期內(nèi)測得的N<,2>O的排放量分別為1959g N hm<'-2>和1250g N hm<'-2>,N<,2>O的排放主要集中在海次施肥和灌水之后的兩周內(nèi),其中夏玉米十展葉期追肥后兩周內(nèi)N<,2>O的排放速率最高,2002年

4、和2003年分別達到5.06mg m<'-2>d<'-1>和5.60mg m<'-2>d<'-1>.冬小麥/夏玉米輪作體系農(nóng)田土壤是CH<,4>的凈吸收庫,2001-2002和2002-2003兩個輪作周期內(nèi)測得的CH<,4>的吸收量分別為2303g C hm<'-2>和1468g C hm<'-2>.在該研究中CH<,4>的背景濃度與土壤對CH<,4>的吸收密切相關.應用氮肥實時監(jiān)控技術(shù)進行優(yōu)化施氮,與傳統(tǒng)施氮相比可以降低氮肥用量70

5、.8﹪-76.4﹪,但作物產(chǎn)量不減,而N<,2>O排放量比傳統(tǒng)施氮處理降低了61﹪-71﹪,CH<,4>吸收量比傳統(tǒng)處理增加7.7﹪-24.6﹪.通過對各種排放源進行溫室效應增溫潛力(GWP)的計算,優(yōu)化施氮處理在輪作周期的GWP為1027kg(CO<,2 equ>)hm<'-2>,比傳統(tǒng)施氮處理降低了72.9﹪.其中,優(yōu)化施氮處理氮肥用量降低導致的CO<,2 equ>排放降低貢獻率最大(75.0﹪),其次是N<,2>O排放量的降低(2