硝化抑制劑對(duì)蔬菜地生態(tài)系統(tǒng)氮肥響應(yīng)曲線的影響研究.pdf

1、隨著人們生活水平和需求的提升，蔬菜生產(chǎn)在整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占的比重越來越大。蔬菜種植具有的集約程度高、復(fù)種指數(shù)高、施肥量大等特點(diǎn)，引起菜地土壤N2O大量排放，導(dǎo)致蔬菜地生態(tài)系統(tǒng)成為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中重要的N2O排放源。硝化抑制作為一種減排措施在蔬菜地施用較少，而其施用對(duì)于氮肥響應(yīng)曲線的影響更是鮮有報(bào)道。本研究將我國(guó)華東地區(qū)典型的蔬菜地作為研究對(duì)象，于2013.4-2014.4采用靜態(tài)暗箱-氣相色譜法對(duì)種植生菜、空心菜、小白菜和香菜四季蔬菜的土壤

2、N2O排放通量進(jìn)行周年連續(xù)監(jiān)測(cè)，對(duì)比研究了不同氮肥水平上施用普通尿素和含硝化抑制劑的尿素(CP氮肥)蔬菜生長(zhǎng)情況和蔬菜地土壤N2O排放規(guī)律，探究不同氮肥梯度下硝化抑制劑添加對(duì)蔬菜產(chǎn)量與氮肥利用率、蔬菜地土壤N2O排放量、蔬菜生產(chǎn)凈生態(tài)效益及其氮肥響應(yīng)曲線的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　1、在0-1280 kgN ha-1yr-1高施氮范圍內(nèi)，隨施氮量的增加產(chǎn)量逐漸增大，當(dāng)超出1280 kgNha-1yr-1氮肥用量時(shí)，繼續(xù)增施氮肥

3、產(chǎn)量不會(huì)再增加，反而會(huì)有減產(chǎn)的趨勢(shì)。生菜、空心菜、小白菜和香菜四季蔬菜生長(zhǎng)階段，與CK相比，氮肥的投入分別增加產(chǎn)量54.1-102.3、36.0-58.6、152.7-195.6和200.1-360.8％。與普通尿素比，CP氮肥體現(xiàn)了良好的增產(chǎn)效果，其施用對(duì)四季蔬菜的增產(chǎn)率達(dá)6.2-19.2、5.0-11.4、6.1-14.4和6.2-20.0％。四季蔬菜生長(zhǎng)期，CP氮肥比普通尿素處理使植株吸氮量分別增加1.8-21.8、7.9-21.

4、6、6.1-30.6和15.6-22.5％。與普通尿素相比，施用CP氮肥使四季蔬菜氮肥利用率分別提高了0.3-7.3、2.0-12.8、1.1-11.6和3.4-7.7％?？傆^測(cè)期，施用氮肥處理比CK能提高四季蔬菜總產(chǎn)量69.3-107.8 t ha-1yr-1(79-123.0％)。在640-1920 kgN ha-1yr-1施氮量范圍內(nèi)，施用CP氮肥比普通尿素使蔬菜總產(chǎn)量提高了5.7-15.2％，增加總吸氮量8.6-20.5％，使總

5、氮肥利用率提高1.7-8.5％。不論是否添加硝化抑制劑，蔬菜總產(chǎn)量與施氮量之間為開口向下的二次函數(shù)關(guān)系，氮肥利用率與施氮量之間呈顯著負(fù)相關(guān)，添加硝化抑制劑促進(jìn)植株對(duì)氮素吸收利用并提高產(chǎn)量，使響應(yīng)曲線上移。
　　2、蔬菜地是重要的N2O排放源，氮肥的投入增加蔬菜地土壤N2O排放。蔬菜地各處理N2O排放通量的季節(jié)性變化規(guī)律基本一致，不同蔬菜季N2O排放情況各有所異。N2O排放通量波動(dòng)范圍在5.5-6200.1μg N m-2 h-1之

6、間。CP氮肥處理N2O排放通量低于相同施氮量的普通尿素。CP氮肥對(duì)蔬菜地N2O排放的削減作用顯著，在640-1920 kgN ha-1yr-1施氮量范圍內(nèi)，其施用降低整個(gè)觀測(cè)期N2O排放量3.7-10.3 kgNha-1yr-1，減排12.4-22.5％;將N2O排放系數(shù)從0.84-1.22％顯著減少為0.25-0.56％(p＜0.05);顯著降低單位產(chǎn)量N2O排放量23.7-27.3％(p＜0.05)，能減少總觀測(cè)期內(nèi)N2O增溫潛勢(shì)1

7、.8-4.8 t CO2 eq ha-1，削減率達(dá)12.4-22.0％。不論是否添加硝化抑制劑，N2O排放總量均隨施氮水平的提高而遞增，二者呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系，CP氮肥的曲線較普通尿素平緩;并且周年內(nèi)單位產(chǎn)量N2O排放量與施氮量呈三次函數(shù)關(guān)系，添加硝化抑制劑使響應(yīng)曲線下移。
　　3、氮肥投入使蔬菜地土壤中NH4+-N和NO3--N含量增加，并且對(duì)NH4+-N濃度增加程度顯著(p＜0.05)。CP氮肥處理NH4+-N濃度高于相同施氮水平

8、的普通尿素處理，其施入使NH4+-N濃度在640-1920 kgN ha-1yr-1氮肥水平上顯著增加了23.4-36.7％(p＜0.05)，CP氮肥處理NO3--N濃度卻低于普通尿素處理，將NO3--N濃度顯著減少30.2-50.7％(p＜0.05)，從而使土壤表觀硝化率降低12.8-22.6％，有效地延緩了蔬菜地土壤硝化作用的進(jìn)程。
　　4、蔬菜地土壤N2O排放和氮肥生產(chǎn)及運(yùn)輸使蔬菜生產(chǎn)碳成本顯著增加(p＜0.05)，并且碳成

9、本隨氮肥梯度的增加而增大。640-1920 kg N ha-1yr-1施氮范圍內(nèi)，施用CP氮肥使碳成本降低181.7-501.1元。與CK相比，施用氮肥增加每公頃周年經(jīng)濟(jì)效益和凈生態(tài)效益分別為10.5-16.5和9.2-14.4萬元(p＜0.05)。在640-1920 kg N ha-1yr-1施氮量范圍內(nèi)，施用CP氮肥使周年凈生態(tài)效益增加1.5-3.5萬元(7.2-18.4％)，并且在640和960 kgN ha-1yr-1施氮水平上