氮肥配施生物炭對稻麥輪作稻田土壤剖面CH4和N2O分布與擴散的影響.pdf

1、農(nóng)田溫室氣體排放在全球氣候變化中占有重要地位。除二氧化碳(CO2)外，甲烷(CH4)和氧化亞氮(N2O)是對氣候變化貢獻率最高的兩種溫室氣體。稻田CH4和N2O排放是其在土壤中經(jīng)過產(chǎn)生、消耗、運移以及向大氣擴散等過程后的綜合表觀結(jié)果。研究中國稻麥輪作稻田土壤剖面中N2O和CH4分布和擴散特征有助于明確稻田土壤CH4和N2O的存儲狀況及產(chǎn)生位點;進一步研究生物炭施用對土壤剖面CH4和N2O含量和排放規(guī)律的影響，為生物炭農(nóng)田減排應(yīng)用提供更多

2、科學(xué)依據(jù)。
　　本文利用土壤氣體原位采集裝置對中國稻麥輪作系統(tǒng)土壤剖面不同深度（以7cm、15 cm、30 cm和50 cm為中心深度表征上下5 cm的土壤剖面）的溫室氣體濃度進行2013.06-2015.06為期2周年動態(tài)觀測，通過氣體濃度計算CH4和N2O在不同土層中的擴散規(guī)律，同時結(jié)合靜態(tài)箱-氣相色譜法同步動態(tài)觀測稻麥輪作系統(tǒng)溫室氣體排放規(guī)律，對稻麥輪作稻田土壤CH4和N2O分布、擴散和排放規(guī)律進行綜合評價。試驗設(shè)不施氮肥和

3、生物炭(N0B0)、單施生物炭(N0B1)、單施氨肥(N180)、氮肥配施20t ha-1生物炭(N181)和氮肥配施40t ha-1生物炭(N182)共5個處理，每個處理設(shè)3次重復(fù)。
　　結(jié)果表明:稻田CH4主要產(chǎn)生和排放于水稻季。水稻季表層7 cm處土壤CH4平均濃度最高，且隨著深度的增加濃度逐漸降低(P＜0.05);小麥季稻田土壤各深度CH4平均濃度較低且各土層無顯著差異。水稻季土壤CH4在不同土層中的平均擴散通量以7-0

4、cm（7cm向0 cm土層的擴散通量）最高且為正值，表現(xiàn)為CH4的排放源;小麥季稻田土壤表現(xiàn)為對CH4的吸收匯。氮肥顯著增加了水稻季稻田土壤所有土層的CH4濃度和排放通量(P＜0.05)，而對小麥季無顯著影響。與N180相比，2013年水稻季N181和N182處理顯著降低了CH4排放，N182處理顯著降低了土壤各深度CH4濃度(P＜0.05);N182處理顯著降低了2014年水稻季CH4排放(P＜0.05)，與N180相比，N181和N

5、1B2顯著降低了2014年水稻季土壤7 cm、15 cm和30 cm處CH4濃度(P＜0.05)，而N181與N182處理間無顯著差異。
　　水稻季土壤7 cm處N2O平均濃度顯著高于其他土層;小麥季15 cm和30 cm處N2O平均濃度顯著高于7 cm和50 cm(P＜0.05)。結(jié)合擴散通量可知水稻季N2O主要產(chǎn)生于表層(0～7 cm)土層，小麥季N2O主要產(chǎn)生于7～30 cm土層。氮肥施用顯著增加了稻麥輪作土壤各層次N2O濃

6、度和排放量(P＜0.05)。與N180相比，N182顯著降低了2013-2015年兩個小麥季稻田土壤N2O濃度和地表排放量，降幅隨著深度的增加而減少;N181相對于N180僅在2013-2014年小麥季顯著降低了N2O排放，對土壤N2O濃度和其他時期排放無顯著影響。
　　稻麥輪作稻田土壤7-0 cm的CH4擴散通量與地表排放通量具有顯著正相關(guān)關(guān)系，但CH4累積擴散通量顯著低于地表累積排放量(P＜0.05);稻麥輪作系統(tǒng)土壤7-0