京郊典型设施蔬菜地温室气体排放规律及影响因素
京郊典型设施蔬菜地温室气体排放规律及影响因素
【摘要】： 农业是全球温室气体重要排放源之一。农田温室气体CO_2、CH_4、N_2O排放受到越来越多研究者的关注。目前，国际上关于农田温室气体排放研究主要集中在水稻、小麦以及玉米等主要粮食作物，对于蔬菜地尤其是设施蔬菜地的系统观测还较少。本研究以北京郊区典型设施蔬菜地为研究对象，设置对照（CK）、农民习惯施肥（FP）、减氮施肥（OPT）、减氮施肥+硝化抑制剂（OPT+DCD）四个处理，采用静态箱-气相色谱法对设施番茄、甘蓝两个生长季N_2O、CH_4和CO_2排放通量进行系统观测，并分析如施肥、土壤温度、水分等因素的影响，旨在明确设施蔬菜地温室气体的排放规律以及排放量，为进一步探寻合理减排措施提供依据。主要结果如下：设施蔬菜地N_2O排放具有明显的生长季差异性，并随着施肥、灌溉等措施呈现多峰的动态变化规律。排放峰出现在每次施肥或灌溉后的4-5d之内，表现为峰值较强且较短促的特点；番茄季的排放峰次数及强度明显高于甘蓝季。番茄季各处理排放总量介于3.89-21.74kg N hm~(-2)之间，明显高于甘蓝季的排放总量（1.23-7.78kg N hm~(-2)）。番茄季各处理N_2O排放系数介于0.55%-1.15%之间，其中FP处理的排放系数为1.15%，高于IPCC的默认值1%；甘蓝季各处理N_2O排放系数介于0.71%-0.82%之间，其中FP处理的排放系数最高，为0.82%。施肥、土壤温度和湿度是影响设施蔬菜地N_2O排放的主要因素。减氮施肥在保持产量的前提下能够显著降低N_2O排放量。与FP处理相比，OPT处理N_2O排放总量在番茄季和甘蓝季分别减少41.67%和23.69%，OPT+DCD处理N_2O排放总量在番茄季和甘蓝季分别减少54.46%和27.05%；硝化抑制剂的施用能降低N_2O排放量，但未达到显著性水平。土壤温度、湿度显著影响N_2O排放，在甘蓝生长季，土壤N_2O排放随土壤温度、湿度的增加呈指数增长；而在番茄生长季，土壤N_2O排放与土壤湿度表现出极显著正相关，与土壤温度未表现出相关性。设施蔬菜地CH_4排放无明显的动态变化规律，总体上表现为大气CH_4的汇。番茄季CH_4吸收总量在0.56-0.90kg C hm~(-2)之间，高于甘蓝季吸收总量（0.26-0.31kg C hm~(-2)）。CH_4交换通量与施肥、土壤温度、湿度之间均未表现出明显的相关性。设施蔬菜地CO_2排放的季节动态变化与棚内气温的季节变化规律一致。番茄季各处理CO_2排放总量介于5.48-10.11t C hm~(-2)之间，高于甘蓝季排放总量（1.99-2.65t C hm~(-2)）。有机肥和化肥的施用显著增加了CO_2排放总量。土壤温度是影响设施蔬菜地CO_2排放的主要环境因素。在番茄季和甘蓝季，CO_2通量和5cm土壤温度都呈极显著正相关，而与土壤WFPS(土壤孔隙含水量)未表现出明显的相关性。综合考虑施肥量、N_2O排放量和蔬菜产量，在设施蔬菜生长季，减量施氮并配合硝化抑制剂，能在保持产量的前提下具有较好的减排效果。结合灌溉等管理措施的优化，设施蔬菜地有保持产量进一步减少N_2O排放量的潜力。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
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