北京地区露地甘蓝-大白菜轮作土壤的氨排放特征研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wk1990
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氨是大气中重要的碱性气体之一,与大气污染控制有着密切的联系。有研究表明,农业源氨排放占大气总氨排放量的70%-80%,农业源氨排放中的氮肥施用被认为是最主要的农业氨排放源之一。因此研究氮肥施用产生的氨排放为制定区域大气污染控制策略、改善北京市空气质量提供科学支撑。  本研究对氨排放量贡献较大的农田化肥挥发进行研究,挑取北京市典型的蔬菜轮作种植作物—甘蓝与大白菜,使用密闭式间歇式通气法和排放隔离通量箱法测定其在不同施氮情景下的氨排放情况,揭示种植过程中的氨排放特征,并探讨大气温度、土壤含水率、土壤地表温度、土壤NH4+-N含量等对氨排放通量的影响,结果如下:  (1)露地甘蓝和大白菜地施肥期间,N0-N6情景的氨排放总量分别为7.79-22.05kg/hm2、3.34-32.8kg/hm2,分别占总施氮量的5.73-6.78%、2.36-6.17%。基肥阶段的氨排放量分别为6.26-28.54kg/hm2、1.11-9.20kg/hm2,氨挥发损失率分别为4.18-7.04%、0.34-3.84%,追肥阶段的氨排放量分别为1.52-10.79kg/hm2、2.23-23.59kg/hm2,氨挥发损失率分别为3-5.1%、4.24-8.24%。露地甘蓝地基肥阶段的氨排放量及氨挥发损失率均明显高于追肥阶段,而露地大白菜地追肥阶段的氨排放量及氨挥发损失率均明显高于基肥阶段。  (2)露地甘蓝季,使用排放隔离通量箱法监测露地甘蓝地氨排放通量的日内变化可知,一天中的氨排放通量均呈现先升高后降低的趋势,且氨排放通量的峰值时间段出现在12:00-14:00,最小值时间段出现在7:00或18:00,与土壤地表温度变化趋势相一致。同时,同一天各时间段内,氨排放通量大多呈现N1情景<N2情景<N3情景的规律;随着施肥天数的增加,氨排放通量呈逐渐下降的趋势。使用密闭式间歇式通气法监测氨排放通量的日际变化可知,氨挥发持续时间为7-18d,基肥时期受第4d进行定植、灌溉等的影响,氨排放峰值出现在第5d,达到275.88-577.28mg/m2/d。而追肥时期,氨排放峰值均出现在第1-3d,分别为55.82-113.84mg/m2/d、31.1-59.45mg/m2/d,且在两次追肥量相同的条件下,受第二次追肥阶段植株生长速度快的影响,第二次追肥后的氨排放峰值明显低于第一次追肥。  (3)露地大白菜季,使用排放隔离通量箱法监测露地大白菜地氨排放通量的日内变化可知,一天中氨排放通量先升高后降低,且氨排放通量的峰值时间段出现在14:00-16:00,最小值时间段出现在7:00或18:00,氨排放通量峰值与露地甘蓝时期相比较相对推迟,主要与该施肥阶段气温较高,光照最强时间推迟有关。一天中的氨排放通量与土壤地表温度变化趋势仍一致。同时,同一天各时间段内,氨排放通量大多呈现N1情景<N2情景<N3情景的规律;随着施肥天数的增加,氨排放通量逐渐降低。使用密闭式间歇式通气法监测氨排放通量的日际变化可知,氨挥发持续时间为6-7d,氨排放峰值出现在第1d,基肥时期达到32.11-324.83mg/m2/d,追肥时期分别43.54-400.2mg/m2/d、29.86-295.82mg/m2/d,且在两次追肥量相同的条件下,受第二次追肥阶段植株生长速度快的影响,第二次追肥后的氨排放峰值明显低于第一次追肥。  (4)露地甘蓝地在基肥阶段,土壤NH4+-N含量与土壤含水率是影响土壤氨排放通量的主要因子,且土壤NH4+-N含量与土壤氨排放通量有较好的相关性,相关系数R2达到0.74,而受大气温度的影响较小;在追肥阶段,土壤含水率、土壤NH4+-N含量、地表温度、大气温度均为影响土壤氨排放通量的因素,且土壤NH4+-N含量>土壤含水率>地表温度>大气温度。  (5)露地大白菜地在基肥阶段,土壤地表温度、土壤NH4+-N含量、土壤含水率及大气温度对土壤氨排放通量均有一定的影响,且土壤地表温度、土壤NH4+-N含量均与土壤氨排放通量有较好的相关性,相关系数R2分别为0.853、0.793,而受大气温度的影响相对较小;在追肥阶段,土壤NH4+-N含量高于土壤地表温度、土壤含水率,而大气温度的影响很小。
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