太湖地区冬小麦田与蔬菜地的N2O和NO排放

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实验设置在华东太湖地区典型水稻土上的稻麦轮作农田和连续种植了20多年蔬菜的菜园地进行。土壤均为黄泥土,旱地氧化亚氮气体(N2O)和一氧化氮气体(NO)排放通量的研究对整个陆地生态系统的氮循环研究提供理论依据,并且对全球氮循环研究有重要意义。 利用静态暗箱法-气相色谱法和静态暗箱气袋采样法-NO和NO2化学发光分析法对当季不施肥情况下的蔬菜地和稻麦轮作生态系统冬小麦田生长季NO和N2O的排放进田间观测研究,探讨相同气象和土壤条件下耕作处理不同(麦田免耕和耕翻)和种植系统差异(长期实行稻麦轮作的麦田和20年来长期种植蔬菜的旱地)对NO和N2O排放的影响,为准确估计我国农田生态系统NO和N2O排放强度提供依据,从而为农业和环境的可持续发展提供科学依据。 通过野外观测与采样分析,明确华东太湖地区蔬菜地和稻麦轮作生态系统冬小麦田NO和N2O气体排放的季节变化规律,揭示土壤湿度,土壤温度和土壤速效氮含量对NO和N2O排放的影响及其作用机理。同时还比较分析了由于农业管理措施的不同而对NO和N2O排放的影响。试验分为三个处理:小麦田耕翻(表层大约7cm土壤旋耕)处理;小麦田免耕处理;蔬菜地处理。所有处理在观测期内均未施肥,每个处理均设三个空间重复。结果表明,蔬菜地和华东稻麦轮作生态系统冬小麦田的NO和N2O排放具有不同的季节变化规律。无论在蔬菜地还是冬小麦田处理条件下,作物生长季及其后的裸地休闲阶段的NO和N2O地气交换主要表现为净排放,但在某1d或一段时间内观测到N2O的吸收现象;土壤温度和土壤湿度是影响NO和N2O排放的重要环境因素;耕翻对农田N2O排放的影响大致可以分为三个过程:小麦生长季初期减弱土壤-植物体系N2O的排放,然后对土壤-植物体系N2O排放的影响不明显,小麦生长季后期又促进土壤-植物体系的N2O排放;蔬菜地是一个较大的农业N2O排放源,在整个冬小麦生育期,蔬菜地N2O排放总量比免耕处理小麦田高85%,比耕翻处理小麦田高99%。蔬菜地N2O排放偏高的原因是土壤速效氮,特别是铵态氮含量明显偏高。 在冬小麦整个生长季中,免耕处理的小麦生长期N2O平均排放通量为21±4.1μgN2O-N.m-2.h-1,季节总排放量为1.1±0.2lkgN2O-N.hm-2。耕翻处理的小麦生长期N2O平均排放通量为19+1.1μgN2O-N.m-2.h-1,季节总排放量为1.0+0.06kgN2O-N.hm-2。无论是N2O平均排放通量还是季节排放总量,免耕处理小麦田都略高于耕翻处理小麦田,二者之间差异不显著。但从长时间尺度来看,耕翻将增加农田N2O排放。对于整个观测期内,蔬菜地的N2O平均排放通量为40±5.0μgN2O-N.m-2.h-1,排放总量为2.1±0.25kgN2O-N.hm-2。蔬菜地排放N2O的通量明显高于同期测定的免耕处理和耕翻处理小麦田N2O排放通量。在整个观测期内免耕处理小麦田的NO平均排放通量为6.3±0.27μgN.m-2.h-1,季节总排放量为0.31±0.013kgN.hm-2。耕翻处理小麦田的NO平均排放通量为5.8±0.48μgN.m-2.h-1,季节总排放量为0.28±0.023kgN.hm-2。免耕处理的小麦田NO平均排放通量和季节排放总量都略高于耕翻处理的小
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