太湖地区稻麦轮作系统一氧化氮与氨排放研究

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1、密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文作者姓名：割馥题指导教师：芝越研究虽虫垦科堂院直立±夔研究压学位类别：壅堂学科专业：±夔堂研究所：生国抖堂暄直立±夔班究压二零一三年六月一苓一二，牛八月StudiesofNitricOxideEmissionandAmmonia．V———o———l—a———t——i—l——i—z———a——t——i——o——n—————u———n———d———e——rRice-wheatRotationSysteminTai-hu．ByLiuLi—YingADi

2、ssertationSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofSoilScienceInstituteofSoilScience，ChineseAcademyofSciencesJune，2013摘要伴随着我国人口增长，粮食需求加大，农田肥料的用量在不断增加，而由此引发的环境问题愈发迫切，农田已成为NO和NH3等大气污染物的重要来源。在发达国家，有10—20％的NH3排放来源于

3、肥料的施用，而在发展中国家，这二数值可达到10--50％。全球农田土壤排放的NO总量为1．6Tg(N)／yr，由肥料引起的NO排放率为O．003—11％。因此农田土壤的NO和NH3排放应愈加得到重视。本试验于2011年11月到2012年10月在中国科学院常熟农业生态试验站进行，采用田间小区试验对太湖地区稻麦轮作生态系统下小麦季和水稻季NO和NH，两种气体进行同步观测，以期探明此种轮作制度下两种气体的排放规律及主要的影响因素。试验结果对于综合评价该地区氮肥气态损失及其环境效应、指导合理施肥具有重要意义。一氧化氮采用静态箱采样一化学发光氮氧化物分析仪法

4、测定，氨挥发采用改进的密闭室通气法(稀硫酸吸收一靛酚蓝比色)测定。1．研究麦季NO和NH3排放规律的试验共设置四个施氮水平(NO、N135、N180、N225)，3个重复，随机区组排列。结果表明：尿素施入麦田后有明显的NO和NH3排放，不同处理间的气体排放动态变化规律基本一致，排放量均随着施氮量的增加而增加。NO、NH3的排放规律在不同施肥时期存在明显的差异，两种气体损失均主要集中在基肥施用后，该时期净损失量分别为0．339—0．884kg(N)胁2和5．11—8．87kg(N)№2，约占整个试验期总损失量的93％和75％。NO排放持续时间相对较长

5、，基肥施用后排放持续时间长达25天，而氨挥发则主要发生在施肥后7—10天。两种气体排放速率与温度显著相关，而降雨抑制了两种气体的产生与排放。2．研究稻季NO和NH3排放规律的试验共设置四个施氮水平(NO、N225、N300、N375)，3个重复，随机区组排列。结果表明：尿素施入稻田后有很少量的NO排放损失，NO排放峰值一般出现在施肥后2—4天。烤田及生育后期，随着土壤水分的减少，NO排放略有增加。而水稻季NH3挥发量大，持续时间短，主要发生在施肥后3—5天内，在第1—2天达到峰值。田面水NH4+-N浓度、pH值是决定氨挥发损失的重要因素，氨挥发通量

6、与其显著正相关。3．对于整个稻麦轮作系统而言，NH3年总损失量为18．9—44．6kg(N)／hm2。其中水稻季NH3损失量明显高于小麦季，水稻季氨挥发损失量为12．1—32．7kg(N)／hm2，是小麦季的1．77--2．76倍，占整个稻麦轮作系统年总损失的64—73．4％。水稻季氨挥发损失率为5．38—8．73％，远高于麦田的损失率4．62—太湖地区稻麦轮作系统一氧化氮与氨排放研究5．26％。稻麦轮作系统NO年总损失量为0．379--1．024kg(N)／hm2。其中小麦季NO损失量明显高于水稻季，小麦季NO损失量为O．367—0．937kg(

7、N)№2，是水稻季的10．8—29．9倍，占整个稻麦轮作系统年总损失的90％以上。小麦季NO损失率为0．27—0．42％，远高于水稻季的0．005—0．023％。稻麦轮作系统以NH3挥发形式损失的氮显著高于NO损失途径，NH3损失率为5．26—7．43％，而以NO形式损失的氮量仅占氮肥总用量的0．105--0．171％。关键词：一氧化氮，氨挥发，稻麦轮作，氮肥AbstractWiththepopulationgrowth，increasingdemandforfood，theamountoffertilizerisexpandingrapidly,

8、whichcausesurgentenvironmentalproblems，agriculturelandhasbeen