大豆與玉米生長和土壤施氮對土壤N-2O排放的影響

大豆與玉米生長和土壤施氮對土壤N_2O排放的影響為了認(rèn)識作物生長和土壤施氮對土壤N2O排放的影響,在理論上豐富關(guān)于不同作物類型和土壤施氮對農(nóng)田N2O排放的影響和機(jī)理探討,為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)N2O減排提供科學(xué)依據(jù)。本研究設(shè)置高低兩種施氮水平(250mgkg-1和80mgkg-1)對大豆和玉米進(jìn)行盆栽實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過程中采用靜態(tài)箱采樣和氣相色譜測定作物生長過程中的N2O的排放速率,本研究的主要研究結(jié)果如下:1.作物生長下的土壤N2O排放的季節(jié)變化與相同條件下的裸土相比明顯不同,而且不同作物類型的N2O排放的季節(jié)變化也不相同。裸土N2O的季節(jié)變化為低-高-低,其排放速率與生長時間的關(guān)系呈極顯著二次多項(xiàng)式函數(shù)相關(guān),兩種氮素水平下相關(guān)系數(shù)分別是0.4475和0.5158;大豆土N20的季節(jié)變化為高-低-高,其排放速率與生長時間的關(guān)系呈極顯著二次多項(xiàng)式函數(shù)相關(guān),兩種氮素水平下相關(guān)系數(shù)分別是0.5680和0.6065;玉米土N2O排放的季節(jié)變化為高-低-低,其排放速率與生長時間的關(guān)系呈指數(shù)極顯著相關(guān),兩種氮素水平下相關(guān)系數(shù)分別是0.6817和0.7021。作物生長降低了土壤N2O的排放速率和排放量,但是不同作物類型其N2O的排放速率和排放量的降低量不同。裸土的最高排放速率是124.30～341.68ugNm-2h-1,全期累積排放量為94.93~299.O1mgNm-2。種植大豆其最高排放速率降低38.93%～47.11%,全期N2O累計(jì)排放量降低30.50%～55.46%。種植玉米的N2O最高排放速率和全期累積排放量分別減少42.95%～53.15%和56.849%～74.67%。2.不同時期的裸土和作物土其N2O排放量不同,大豆和玉米每個階段的排放量分布也不同。裸土每階段排放量的高低為中期＞前期>后期;大豆土每階段的排放量受施氮量的影響,低氮水平下為后期>前期＞中期,高氮水平下為前期＞后期＞中期;玉米土每階段排放量的高低為前期＞中期＞后期。3.施氮可以提高土壤的N2O排放速率,增加N2O的排放量。高氮水平下,裸土、大豆土和玉米土的N2O平均排放速率分別比低氮水平下提高了214.90%、101.88%和84.93%。高氮水平下,裸土、大豆土和玉米土的N2O全期累積排放量分別是低氮水平下的3.15倍、2.02倍和1.87倍。4.作物生長改變了土壤N20排放速率和溫度的關(guān)系,而且施肥會改變土壤N20排放受溫度影響的敏感性。高低氮裸土N20排放速率與溫度之間均存在五種函數(shù)類型的極顯著正相關(guān)關(guān)系,但是高氮水平下的相關(guān)系數(shù)高于低氮水平;大豆土與土表溫度之間不存在相關(guān)關(guān)系,與大氣溫度的關(guān)系受施氮的影響,低氮大豆土與大氣溫度呈指數(shù)顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)是-0.4066,而高氮大豆大氣溫度呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)是-0.3784;玉米土與溫度之間不存在任何顯著相關(guān)關(guān)系。5.不同作物類型的生長和各部位養(yǎng)分含量的分布受施氮的影響不同。增施氮肥對大豆的生長和產(chǎn)量影響較小,施氮改變了大豆各部位的氮磷分布,沒有改變大豆各部位的鉀含量分布趨勢;增施氮肥對玉米的生長和產(chǎn)量影響極大,施氮改變了玉米各部位的氮磷鉀含量分布。6.土壤的基本理化性質(zhì)會因作物生長和施氮而改變。相同條件下,種植作物與不種植作物相比,土壤的pH、有機(jī)質(zhì)、NO3--N有效氮、速效磷和速效鉀含量都會上升，NH4+-N因植物