【摘 要】
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华北平原是中国重要的粮食产区,氮肥过量投入是目前该地区冬小麦/夏玉米轮作体系中存在的普遍问题.过量的氮肥施用不仅仅降低了氮肥的利用率,而且会引起NO的大量排放并抑制农田土壤对甲烷的吸收.该研究建立了NO/CH连续自动观测系统,利用该系统在2002-2003年对传统和优化的氮肥管理体系的NO排放和CH吸收进行了两个轮作周期的连续观测,以明确冬小麦/夏玉米轮作体系的NO排放和CH吸收的特征及其减排潜力
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华北平原是中国重要的粮食产区,氮肥过量投入是目前该地区冬小麦/夏玉米轮作体系中存在的普遍问题.过量的氮肥施用不仅仅降低了氮肥的利用率,而且会引起N<,2>O的大量排放并抑制农田土壤对甲烷的吸收.该研究建立了N<,2>O/CH<,4>连续自动观测系统,利用该系统在2002-2003年对传统和优化的氮肥管理体系的N<,2>O排放和CH<,4>吸收进行了两个轮作周期的连续观测,以明确冬小麦/夏玉米轮作体系的N<,2>O排放和CH<,4>吸收的特征及其减排潜力.主要研究结果如下:该研究构建的N<,2>O/CH<,4>连续自动观测系统每天每个处理可分别获得20个N<,2>O和CH<,4>的排放通量值,能够准确的捕捉N<,2>O的日排放变异.利用N<,2>O/CH<,4>连续自动观测系统评价了常用的箱法间歇采样N<,2>O测定方法.结果表明,不同采样时间对间隔采样的计算结果影响很大,在7:20-18:00的模拟采样时间中,随着采样时间的延后计算的N<,2>O排放结果具有先升高后降低的趋势,与N<,2>O的日排放规律相一致.其中,14:30采样计算的排放量最大,比最低值(7:20采样)高254﹪.在冬小麦/夏玉米轮作体系农民传统的水肥管理处理中,2001-2002和2002-2003两个轮作周期内测得的N<,2>O的排放量分别为1959g N hm<-2>和1250g N hm<-2>,N<,2>O的排放主要集中在海次施肥和灌水之后的两周内,其中夏玉米十展叶期追肥后两周内N<,2>O的排放速率最高,2002年和2003年分别达到5.06mg m<-2>d<-1>和5.60mg m<-2>d<-1>.冬小麦/夏玉米轮作体系农田土壤是CH<,4>的净吸收库,2001-2002和2002-2003两个轮作周期内测得的CH<,4>的吸收量分别为2303g C hm<-2>和1468g C hm<-2>.在该研究中CH<,4>的背景浓度与土壤对CH<,4>的吸收密切相关.应用氮肥实时监控技术进行优化施氮,与传统施氮相比可以降低氮肥用量70.8﹪-76.4﹪,但作物产量不减,而N<,2>O排放量比传统施氮处理降低了61﹪-71﹪,CH<,4>吸收量比传统处理增加7.7﹪-24.6﹪.通过对各种排放源进行温室效应增温潜力(GWP)的计算,优化施氮处理在轮作周期的GWP为1027kg(CO<,2 equ>)hm<-2>,比传统施氮处理降低了72.9﹪.其中,优化施氮处理氮肥用量降低导致的CO<,2 equ>排放降低贡献率最大(75.0﹪),其次是N<,2>O排放量的降低(24.5﹪),促进甲烷吸收的减排效果最小(0.5﹪).
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