本文關(guān)鍵詞：西北旱地雨養(yǎng)區(qū)麥田溫室氣體排放影響因子及控制技術(shù)研究　出處：《西北農(nóng)林科技大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 溫室氣體排放 雨養(yǎng)麥田 秸稈還田 氮肥 緩控釋肥 硝化抑制劑

【摘要】：氣候變化是全球環(huán)境問題,農(nóng)業(yè)是氧化亞氮(N_2O)和甲烷(CH_4)重要排放源,N_2O和CH_4溫室效應(yīng)強(qiáng)度分別是二氧化碳(CO_2)的298和25倍。農(nóng)田N_2O排放與環(huán)境因素、土壤特性與農(nóng)藝措施有關(guān)。當(dāng)前中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,過量施用化學(xué)氮肥以及焚燒秸稈是兩種非常普遍的措施,近年來,由于焚燒秸稈引發(fā)的環(huán)境問題日趨突出,中國政府禁止農(nóng)民焚燒秸稈,積極倡導(dǎo)秸稈還田。然而,旱地秸稈還田后,會(huì)激發(fā)N_2O的排放,特別是和氮肥同時(shí)施用后,N_2O排放非常劇烈。為了降低中國農(nóng)田溫室氣體排放,首先要減少氮肥用量,其次使用消化抑制劑或緩釋肥料。目前關(guān)于旱地溫室氣體排放研究并不多,為此,本研究在陜西楊凌半干旱雨養(yǎng)區(qū)開展冬小麥-夏休閑耕作系統(tǒng)試驗(yàn),明確該地區(qū)溫室氣體排放規(guī)律,并提出相應(yīng)的控制措施,為西北旱地農(nóng)田溫室氣體研究提供理論支持。材料和方法:試驗(yàn)設(shè)置在陜西楊凌國家黃土肥力與肥效監(jiān)測基地,布置了長期和短期2類實(shí)驗(yàn)。長期實(shí)驗(yàn)為期2年(2013.10~2015.10),共設(shè)置了5個(gè)處理,分別為不施氮(N0),農(nóng)民習(xí)慣施氮220kg.hm~(-2)(NCon),優(yōu)化施肥施氮150kg.hm~(-2)+秸稈還田(秸稈和氮肥在播種前同時(shí)施入土壤,SN_(Opt)),優(yōu)化施肥施氮150kg.hm~(-2)+秸稈還田+施氮量5%的DCD(秸稈和氮肥在播種前同時(shí)施入土壤,SN_(Opt)+DCD),優(yōu)化施肥施緩釋氮150kg.hm~(-2)+秸稈還田(秸稈和氮肥在播種前同時(shí)施入土壤,SSRFOpt);2014年10月補(bǔ)充了2個(gè)處理,分別為農(nóng)民習(xí)慣施肥施氮220kg.hm~(-2)+秸稈還田(秸稈和氮肥在播種前同時(shí)施入土壤,SN_(Con)),優(yōu)化施肥施氮150kg.hm~(-2)+秸稈提前還田(秸稈還田2月后施用氮肥,ESN_(Opt))。所有處理施入90kg.hm~(-2)P2O5和47kg.hm~(-2)K2O,磷肥為過磷酸鈣,鉀肥為硫酸鉀,小麥播種前與氮肥一起施入土壤。短期實(shí)驗(yàn)在2015年6月~2015年10月進(jìn)行,主要研究灌溉、秸稈類型、秸稈用量以及使用時(shí)間對(duì)溫室氣體排放的影響。研究結(jié)果:研究表明,不施氮處理(N0)凈溫室氣體排放(NGHG)和凈溫室氣體排放強(qiáng)度(NGHGI)分別為102 kg CO_2-eq hm~(-2)和23 kg CO_2-eq t~(-1),農(nóng)民習(xí)慣施氮處理(NCon)分別為273 kg CO_2-eq ha~(-1) and 44 kg CO_2-eq t~(-1),農(nóng)民習(xí)慣施氮+秸稈還田處理(SN_(Con))分別為526 kg CO_2-eq hm~(-2)和88 kg CO_2-eq t~(-1),優(yōu)化施肥施氮處理(SN_(Opt))分別為403 kg CO_2-eq ha~(-1) and 67 kg CO_2-eq t~(-1),優(yōu)化施肥施氮+DCD處理(SN_(Opt)+DCD)分別為123 kg CO_2-eq ha~(-1) and 18 kg CO_2-eq t~(-1),優(yōu)化施肥施緩釋氮處理(SSRFOpt)分別為280 kg CO_2-eq ha~(-1) and 45 kg CO_2-eq t~(-1),優(yōu)化施肥+秸稈提前還田處理(ESN_(Opt))分別為251 kg CO_2-eq ha~(-1) and 43 kg CO_2-eq t~(-1)。在農(nóng)民習(xí)慣施氮220kg.hm~(-2)情況下,秸稈還田使得NGHGI增加102%,但當(dāng)?shù)视昧拷档?2%后,NGHGI降低了24%,在冬小麥生長季,秸稈還田可明顯增加N_2O的排放。施氮150kg.hm~(-2)時(shí),ESN_(Opt),SSRFOpt and SN_(Opt)+DCD處理NGHGI分別比SN_(Opt)處理減少38%,32%和73%。NCon,SN_(Con),SN_(Opt),ESN_(Opt),SSRFOpt和SN_(Opt)+DCD處理由施氮引發(fā)的N_2O排放分別為0.17%-0.21%,0.22%-0.47%,0.38%-0.65%,0.16%-0.22%,0.22%-0.59%和0.03%-0.11%,平均為0.37%±0.03%,低于IPCC收集的山地排放值。秸稈還田后與施用氮肥的間隔時(shí)間(天)與N_2O和CO_2排放呈正相關(guān),決定系數(shù)分別為0.8031(p0.01)和0.8799(p0.01),但與CH_4呈負(fù)相關(guān)(R~2=0.7662,p0.01)。此外,N_2O排放與土壤水分相關(guān)性不顯著,土壤礦質(zhì)氮與有機(jī)碳含量與秸稈還田關(guān)系不顯著,所有施氮處理小麥產(chǎn)量差異性也不顯著。結(jié)論:研究發(fā)現(xiàn)本地雨養(yǎng)區(qū)冬小麥田氮肥施用30-35天后是N_2O排放關(guān)鍵期,因此,控制這一時(shí)期的N_2O排放是降低。秸稈還田可以明顯增加N_2O排放,而降低氮肥用量,可以減少N_2O排放,在選擇N_2O控制策略時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮排放關(guān)鍵期。秸稈與氮肥耦合效應(yīng)是影響減排技術(shù)實(shí)施的關(guān)鍵因素,降水也是影響N_2O排放的重要因素,作物生長季降水量增加25%(300mm),施氮后N_2O排放增加1-2倍,包衣緩釋肥可以降低N_2O排放,但效果并不明顯。秸稈還田后再施氮肥可以減少N_2O排放,但增加CH_4排放,而作物產(chǎn)量穩(wěn)定;DCD與氮肥混施則是本區(qū)減少NGHGI、增加小麥產(chǎn)量最有效的措施。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S512.1
，

本文編號(hào)：1315536