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硕士论文-设施菜田土壤N2O排放特征及施肥控制技术研究，共67页，39105字
摘 要
目前我国园艺设施面积已达 250 余万 hm2，其中 95%以上以生产蔬菜为主，氮肥过
量投入是传统设施蔬菜生产中存在的普遍问题。过量的氮肥投入不仅降低了氮肥的利用
率，同时会促进菜田土壤 N2O 的大量排放。本研究将基于菜田氮素养分管理的 PSNT
（Pre-Sidedress Nitrate Testing）技术作为设施菜田土壤 N2O 减排的方法之一，利用密闭
箱法于 2004 年~2005 年在山东省寿光市对农民传统施肥管理措施和 PSNT 氮素调控管理
措施下设施番茄土壤 N2O 的排放进行了四个生长季的连续监测，以明确设施番茄土壤条
件下 N2O 的排放特征及通过氮素追施调控的减排潜力。主要研究结果如下：
N2O 排放通量规律性日变化发生在追肥之后，N2O 排放通量最大值出现在下午
15:00~16:00 左右，表层土壤温度是决定追肥后 N2O 排放通量规律性日变化的主要因素。
在农民传统施肥管理措施下，一年中 N2O 的排放主要集中在二月份移栽后至九月
底，分别占 2004 年和 2005 年试验观测期间传统处理总排放量的 90.2%，93.7%，其中
各生长季番茄移栽后至第一次追肥之前是 N2O 的大量排放期，分别占传统处理各生长季
累积排放量的 54.1~77.1%，灌溉特别是移栽后第一次灌溉显著地促进了 N2O 的排放，
2004 年秋季、2005 年春季、2005 年秋季移栽时第一次灌溉后 N2O 排放通量分别达到了
1490、1924、779μg N·m-2·h-1，干湿交替可能是引起此段时期 N2O 大量排放的主要原因。
进入十月份后 N2O 排放通量长时间维持在较低的水平。
应用 PSNT 技术进行调控施氮，与传统处理相比，四季分别降低了 62.3~79.8%的氮
肥投入量，但番茄产量不减；整个试验期间 N2O 的排放量比传统处理降低了 33.5%。
在其他条件一致的情况下，施有机肥的土壤 N2O 的排放量要高于施等量氮肥的土
壤，在利用 PSNT 技术进行调控施氮的基础上，要达到更为理想的 N2O 减排效果需要合
理调控有机肥投入的氮素量。
传统处理整个试验期间通过氮肥投入排放的 N2O-N 量占总氮肥投入量的 0.29%。
关键词：设施菜田土壤、N2O 排放、PSNT、干湿交替、番茄产量
目 录
摘要.............I
Abstract…………..………....I
前言 ......... .1
1 农田 N2O 形成过程............. 1
1.1 硝化作用 .......... ........... .....1
1.2 反硝作用………………2
1.3 化学反硝化……………….2
2 影响农田土壤 N2O 形成与排放的主要因素... 2
2.1 土壤物理化学因素……….3
2.1.1 土壤底物与产物的浓度..3
2.1.2 土壤有机碳素…………..3
2.1.3 土壤水分含量…………..4
2.1.4 土壤温度………………..5
2.1.5 土壤 pH 值………………5
2.1.6 土壤质地……………….6
2.1.7 土壤通透性……………..6
2.2 农业管理措施………….....6
2.2.1 施肥……………………..6
2.2.2 耕作…………………......7
2.2.3 灌溉……………………..7
2.3 其它影响因素…………….7
3 农业土壤 N2O 排放总量估算............ 8
4 农田土壤 N2O 的减排措施. 9
5 N2O 气体测定的研究方法 10
5.1 密闭箱法………………...10
5.2 微气象法………………...10
6 研究背景与研究思路........ 11
6.1 研究背景与研究意义..... 11
6.2 技术路线.......... 13
材料与方法 ........... 14
1 试验地点基本状况............ 14
2 试验方案............. 15
2.1 试验处理......... …………15
2.2 田间管理情况…………..16
3 N2O 采样箱设置情况.........19
3.1 采样箱设置……………..19
3.2 采样箱结构……………..19
4 测定指标及测定方法....... 19
4.1 设施内的小气候环境…...19
4.2 土壤 NO3--N 含量……….20
4.3 灌溉水 NO3--N 含量…….20
4.4 土壤 N2O 排放通量……..20
4.5 表层 10cm土层土壤水分含量…………………….21
4.6 果实产量………………...21
4.7 数据统计与分析………...21
结果与分析 ........... 22
1 设施菜田土壤 N2O 排放特征.......... 22
1.1 设施菜田土壤 N2O 排放通量的日变化特征…….22
1.2 设施菜田土壤 N2O 排放通量的季节变化特征….23
1.2.1 设施菜田土壤 N2O 排放通量的季节变化特征..23
1.2.2 设施菜田土壤 N2O 排放通量的季节变化的影响因素…………………..24
2 调控处理施氮量及其对设施番茄产量的影响............. 28
3 不同处理的 N2O 累积排放量.......... 29
4 PSNT 氮素调控管理技术 N2O 减排效应分析 ............. 31
5 不同处理 0-30cm 土壤无机氮动态变化....... 33
6 不同氮素处理氮素平衡.... 35
讨论 ........ 40
1 温度对设施蔬菜土壤 N2O 排放通量日变化的影响.... 40
2 密闭箱法测定 N2O 排放采样观测时间........ 40
3 干湿交替对设施菜田土壤 N2O 排放通量季节变化的影响 ....... 41
4 土壤温度对设施菜田土壤 N2O 排放通量季节变化的影响 ....... 42
5 设施菜田土壤 N2O 的来源.............. 43
6 设施菜田土壤 N2O 排放量与露地作物土壤 N2O 排放量的比较............. 43
7 设施菜田土壤 N2O 减排措施评价.. 44
结论与展望 ........... 45
1 结论... ... 45
2 展望...... 46
参考文献 47
附 录 ...... 53
致 谢………………………55
导师组意见
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