不同减氮措施对设施番茄氧化亚氮排放的影响

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1、不同减氮措施对设施番茄氧化亚氮排放的影响摘要：以北京郊区设施番茄地种植模式为例，通过田间试验，研究了不同的减氮施肥处理（不施氮肥CK、农民常规施肥FP、减量施氮OPT、减量施氮+硝化抑制剂OPTD）对N2O排放的影响。结果表明，每次施肥和灌溉后，设施番茄地会出现短而强的N2O排放峰，持续时间通常为3~6d，不同处理的N2O排放总量表现为FP>OPT>OPTD>CK。施肥造成的土壤N2O排放系数为0.29%~0.74%，均低于IPCC默认值1%。在保证产量的前提下，减氮措施能够有效

2、的减少N2O的排放。.jyqk，宽为7m。土壤质地为粉质壤土，肥力水平为中等，土壤容重为1.21g/cm3，表层土壤的有机质的含量为3.63%，全氮、全钾及全磷的含量分别为0.21%、0.12%和1.65%，碱解氮、速效钾及有效磷的含量分别为283.67mg/kg、371.83mg/kg和183.36mg/kg，pH值为7.74。1.2试验设计本研究观测时间为2014年2月28日至2014年7月10日，种植作物为番茄。试验采用随机区组设计，共设4个不同的减氮处理，分别是不施氮肥处理（CK）、农民常

3、规施肥处理（FP）、减量施氮处理（OPT）、减量施氮+硝化抑制剂处理（OPTD）。每个处理设置3个重复，共计12个试验小区，每个小区面积为60m2。各处理氮肥用量如表1所示，化学氮肥品种为含氮量为46.4%的尿素，钾肥为硫酸钾，K2O含量为51%，磷肥为过磷酸钙，P2O5含量为12%。试验开始前测定有机肥（牛粪）中的含水量及含氮量，分别为41.59%、1.33%。化学氮肥和钾肥分5次施用，于2月26日将20%作为基肥施入，其余部分在4月21日、5月11日、5月23日、6月11日分别按20%的比例追

4、施；有机肥和磷肥作为基肥在番茄种植前一次性施入。OPTD处理的双氰胺（DCD）施用总量为化学氮肥的5%，分2次施用，基肥50%，第1次追肥50%。施肥灌溉方式同农民常规施肥方式，基肥为撒施后旋耕入土，追肥为先将肥料溶于水，后随水冲施。1.3测定项目与方法根据气体浓度随时间的变化速率计算N2O气体排放通量。气体通量（F）计算公式为：F=ρ·H·■·■·■（1）（1）式中，F为N2O的排放通量（mg/m2·h），F为负值表示土壤从大气中吸收该气体，为正值表示土壤向大气排放该气体；ρ为标准大气压下N2O

5、气体的密度（g/L）；H为采样箱内气室高度（cm）；Ｔ为采样箱内气温（℃）；P为采样时气压（mmHg）；P0为标准大气压（mmHg）；P/P0≈1；dc/dt为采样箱内N2O-N浓度的变化速率（μl/L/h）。未观测日期的排放通量用相邻2次观测值的平均值来计算（内插法），将观测值和未观测日计算值逐日累加得到N2O排放总量。2结果与分析2.1不同减氮措施N2O排放规律在番茄生长期间，除不施氮肥处理外，不同施肥处理N2O排放规律基本一致，均呈“脉冲式”排放（图1），且N2O排放峰值均发生在施肥+灌溉事

6、件后，但单独灌溉并没有引起明显的N2O排放峰值，其余时间N2O排放通量波动较小。在番茄定植初期，N2O排放时间较长，一般持续时间为7~11d，且最高值达到了5.31m/（m2·h）,这是由于在番茄定植期间，人为的对土壤进行翻耕，影响了土壤通气状况和微生物活性，并且此时土壤具有微生物活动的最适温度范围（16.6~21.6℃）和湿度范围（g/（m2·h）之间，其平均排放通量大小为FP>OPT>OPTD>CK。FP处理的平均排放通量明显高于其他处理，分别高出OPT处理2.21倍，OPT

7、D处理3.1倍，CK处理15.5倍。与其他处理相比，CK处理的N2O平均排放通量最低，为0.02mg/（m2·h），原因是土壤中未投入氮素使其浓度较低所致。在整个生长季中，FP、OPT、OPTD和CK处理的N2O排放通量范围分别为-0.001~10.798mg/（m2·h）、-0.202~5.095mg/（m2·h）、0.020~2.328mg/（m2·h）、-0.091~0.505mg/（m2·h）。2.2设施番茄N2O排放总量及排放系数在设施蔬菜地，施氮提高了土壤的N2O排放总量，番茄生长季中

8、土壤N2O排放总量均随着施氮水平的提高而增加，且在不同减氮处理之间，土壤N2O排放总量差异达显著性水平（表2）。CK、FP、OPT、OPTD各处理的N2O排放总量分别为0.86±0.14kgN/hm2、12.32±1.28kgN/hm2、5.45±0.62kgN/hm2、4.01±0.15kgN/hm2。相对于FP处理、OPT、OPTD处理在减少60%化肥氮的情况下，氧化亚氮排放总量分别减少了55.73%和67.44%。各处理排放系数介于0.29%~0.74%之间。本试验各处理的排