标题 | 缓控释氮肥对水稻田苗期CO2排放的影响 |
范文 | 吴广野 孙秀英 摘要:为提高肥料利用率和减少温室气体排放,以水稻为供试作物,采用对比试验的方法,研究缓控释氮肥对土壤中CO2排放的影响。研究结果表明,缓控释肥能够满足水稻整个生育期的氮肥需求,提高作物产量,降低水田CO2的排放量。 关键词:缓控释肥;CO2;试验;水稻;排放量 中图分类号:S143.155? ? 文献标识码:A? ? 文章编号:1674-1161(2020)04-0018-02 在水稻生长过程中使用缓控肥,能够缓解重施氮肥、肥料浪费和施肥不平衡等问题,满足水稻生长期的养分需求,提高水稻的产量和质量。但增施肥料会使土壤呼吸量增加,其中氮肥是稻田温室气体排放的主要影响因素。近年来,温室气体CO2,CH4,N2O,NH3排放带来的生态环境问题日益突出,且以CO2的影响较为显著,约占总量的55%~60%。为此,采用对比试验的方法,研究缓控释氮肥对土壤排放温室气体CO2的影响,为科学应用新型缓释化肥和减少温室气体排放提供数据支持。 1 材料与方法 1.1 供试材料 供试材料为水稻,品种是金粳优11(港优3)。缓控释肥为中国农科院自制的包膜氮肥,含氮量为44%。 1.2 试验地概况 试验田位于辽宁省瓦房店市三台子村,插秧前的水稻田基本肥力见表1。 1.3 试验设计 试验共设置4个处理,分别为:全生育期不施氮肥(CK);氮肥采用常规的尿素(N1);氮肥采用绶控释肥聚醚聚氨酯包膜尿素(N2);氮肥采用缓控释肥60%+普通尿素40%(N3)。 所有处理施用等量的氮磷钾肥(CK处理无氮肥),均于插秧时一次性施入。每个处理3次重复,行距33 cm,穴距20 cm,每穴2~3秧。 1.4 测定方法 采用静态暗箱-气相色谱法测定CO2排放。采样箱和底座由不锈钢板制成,箱体尺寸为50 cm×50 cm× 50 cm,生育中期水稻株高增加后使用2个采样箱。箱体表面依次用2~3 cm厚的海绵和铝箔玻纤布粘好,侧面打孔放置温度计和采气用的硅胶管。采样箱内部安装风扇,保证箱内空气流分布均匀。底座规格为50 cm×50 cm×20 cm,下端埋入土壤中,地表仅留U型凹槽。 水稻移栽前将采样底座插入土层,每个小区埋一个底座并稳定7 d后,选择晴朗天气(上午9︰00—11︰00)取样,于施肥后的1,3,5,7 d连续采样,之后每7 d采集2次气体,共采集2周,累计采样8次。采样时,通过向底座凹槽注水密封,然后扣上采样箱,用50 mL注射器每隔7 min采集一次气体样品,分别为0,7,14,21,28 min,同时记录箱体内的温度。 1.5 数据处理 使用气相色谱仪测定气体样品中的CO2含量。CO2排放通量采用直线回归法计算,并用线性插值法估算累积排放量。气体排放通量的计算公式为: F=ρ×(V/A)×(ΔC/ΔT)×273/(273+θ)? ? ? ?(1) 式中:F为气体通量,mg/(m2·h);ρ为标准状态下的气体密度,g/cm3;V为静态箱实际体积,cm3;A为箱内土壤表面积,m2;ΔC/ΔT为单位时间静态箱内的气体浓度变化率,mg/(m2·h);θ为采样箱内的平均温度,℃。 2 结果与分析 2.1 不同处理对CO2排放通量的影响 在水稻生育的苗期,分别在水稻施肥后的第1,3,5,7,10,14,17,21 d采集气体,不同处理的CO2排放通量如图1所示。 从图1中可以看出:在施肥后的第14 d,处理N1,N2,N3的CO2排放通量达到最高值,而处理CK的CO2排放通量最高值延后3 d左右,在第17 d達到最高值;施肥后7 d,各处理的CO2排放通量降到最低值,此后因苗期生长发育而呼吸比较旺盛,CO2的排放通量又逐渐升高;在水稻施肥后的苗期,各处理CO2排放通量大小顺序为:N3>N2>N1>CK。 2.2 不同处理对CO2累积排放量的影响 在水稻的整个苗期,CO2累积排放量的测定结果如图2所示。 从图2中可以看出:在水稻生育苗期,处理N1的CO2的累积排放量最高,为259 g/m3,而处理N3最低,仅为150 g/m3;N2的CO2累积排放量与处理CK接近,分别为212 g/m3和215 g/m3,低于处理N1而高于处理N3。 3 结论 试验研究结果表明:在水稻田的生育苗期,由于不同处理的施肥种类不同,CO2的排放累积量也不同。在水稻生长发育的初期,因为普通氮肥(尿素)释放的较快,所以生长发育较快,呼吸也最旺盛,因此CO2的排放通量也最高。而缓控释的处理N2和N3由于前期氮肥释放较少,所以CO2的排放通量低于普通氮肥(尿素)的施肥处理。这表明缓控释肥是根据水稻生长发育的需求释放氮肥,不仅能够满足作物生长发育需求,而且能够降低水田温室气体CO2排放,改善农田的生态环境。 参与文献 [1] 邢晓鸣.高缓控释肥种类及施肥方式对水稻产量、稻田氨挥发及光合物质生产的影响实现[D].南京:南京农业大学,2015. [2] 杜学初,谭德水,江丽华,等.河缓/控释氮肥对主要粮食作物及环境影响研究进展[J].农学学报,2014,4(6):27-31. [3] 杜世宇,薛飞,吴汉卿,等.水氮耦合对设施土壤温室气体排放的影响[J].农业环境科学学报,2019,38(2):476-484. [4] 陈剑秋.几种新型缓控释肥工艺及养分释放特征研究[D].济南:山东农业大学,2012. |
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