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伴随着我国人口增长,粮食需求加大,农田肥料的用量在不断增加,而由此引发的环境问题愈发迫切,农田已成为NO和NH3等大气污染物的重要来源。在发达国家,有10-20%的NH3排放来源于肥料的施用,而在发展中国家,这一数值可达到10-50%。全球农田土壤排放的NO总量为1.6Tg(N)/yr,由肥料引起的NO排放率为0.003-11%。因此农田土壤的NO和NH3排放应愈加得到重视。 本试验于2011年11月到2012年10月在中国科学院常熟农业生态试验站进行,采用田间小区试验对太湖地区稻麦轮作生态系统下小麦季和水稻季NO和NH3两种气体进行同步观测,以期探明此种轮作制度下两种气体的排放规律及主要的影响因素。试验结果对于综合评价该地区氮肥气态损失及其环境效应、指导合理施肥具有重要意义。一氧化氮采用静态箱采样—化学发光氮氧化物分析仪法测定,氨挥发采用改进的密闭室通气法(稀硫酸吸收—靛酚蓝比色)测定。 1.研究麦季NO和NH3排放规律的试验共设置四个施氮水平(NO、N135、N180、N225),3个重复,随机区组排列。结果表明:尿素施入麦田后有明显的NO和NH3排放,不同处理间的气体排放动态变化规律基本一致,排放量均随着施氮量的增加而增加。NO、NH3的排放规律在不同施肥时期存在明显的差异,两种气体损失均主要集中在基肥施用后,该时期净损失量分别为0.339-0.884kg(N)/hm2和5.11-8.87kg(N)/hm2,约占整个试验期总损失量的93%和75%。NO排放持续时间相对较长,基肥施用后排放持续时间长达25天,而氨挥发则主要发生在施肥后7-10天。两种气体排放速率与温度显著相关,而降雨抑制了两种气体的产生与排放。 2.研究稻季NO和NH3排放规律的试验共设置四个施氮水平(N0、N225、N300、N375),3个重复,随机区组排列。结果表明:尿素施入稻田后有很少量的NO排放损失,NO排放峰值一般出现在施肥后2-4天。烤田及生育后期,随着土壤水分的减少,NO排放略有增加。而水稻季NH3挥发量大,持续时间短,主要发生在施肥后3-5天内,在第1-2天达到峰值。田面水NH4+-N浓度、pH值是决定氨挥发损失的重要因素,氨挥发通量与其显著正相关。 3.对于整个稻麦轮作系统而言,NH3年总损失量为18.9-44.6kg(N)/hm2。其中水稻季NH3损失量明显高于小麦季,水稻季氨挥发损失量为12.1-32.7kg(N)/hm2,是小麦季的1.77-2.76倍,占整个稻麦轮作系统年总损失的64-73.4%。水稻季氨挥发损失率为5.38-8.73%,远高于麦田的损失率4.62-5.26%。稻麦轮作系统NO年总损失量为0.379-1.024kg(N)/hm2。其中小麦季NO损失量明显高于水稻季,小麦季NO损失量为0.367-0.937kg(N)/hm2,是水稻季的10.8-29.9倍,占整个稻麦轮作系统年总损失的90%以上。小麦季NO损失率为0.27-0.42%,远高于水稻季的0.005-0.023%。稻麦轮作系统以NH3挥发形式损失的氮显著高于NO损失途径,NH3损失率为5.26-7.43%,而以NO形式损失的氮量仅占氮肥总用量的0.105-0.171%。