生物炭及滴灌对京郊大棚土壤氮素残留及温室气体排放的影响

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蔬菜种植在生产管理过程中存在施肥量大、灌溉频繁等现象，而这种不合理施肥灌溉导致土壤、地表水、地下水硝态氮污染加剧以及温室气体（CO2、N2O）排放量增加等的一系列重大环境问题。本文以生物炭（B）为试验材料、局部根区交替（PRD）滴灌技术为灌溉改进措施，分别开展田间和室内两部分试验来进行目的性研究。田间试验通过在两季作物种植过程中，主要研究常规施肥下混施生物炭、实施P RD滴灌以及两者配合施用对土壤无机氮淋溶的影响；室内试验主要研究，基于目前蔬菜种植过程中常见的四种施肥模式下，添加生物炭土壤中两种温室气体的释放特征，旨在为缓解菜地土壤生态系统无机氮淋失和减少温室气体排放技术的研发提供理论依据。本文的主要结果如下：
　　（1）田间常规施肥灌溉（CK）、PRD、B和B+PRD四个不同处理下在不同时期土壤无机氮均发生不同程度的淋溶。在63d时，M处理土壤深层（40-100cm）的各个土层无机氮含量显著增加，M+B处理下土壤剖面无机氮含量与0d相比没有显著变化，说明M+B处理可缓解土壤无机氮向剖面深层淋溶的速度。通过比较在126d、189d和234d时两种施肥处理下土壤剖面各个土层无机氮含量大小同样说明施加生物炭处理可以减缓无机氮在剖面中的淋溶。
　　（2）在189d和234d，由于降雨量和灌溉量增加土壤无机氮发生大量淋溶，表现为剖面土壤各个土层无机氮含量显著降低。M和M+B两种施肥模式下，比较不同滴灌方式处理土壤剖面无机氮含量分布变化发现，与常规滴灌处理相比， PRD滴灌处理的土壤各个土层无机氮含量较高，即与常规滴灌技术相比，PRD滴灌技术可以降低无机氮的向深层的运移速度，减少无机氮的淋溶损失。
　　（3）比较不同滴灌方式下，施加生物炭对0-100cm土体无机氮累积量的影响发现，当无机氮发生淋溶时，生物炭结合PRD滴灌处理下土体无机氮累积量最高，说明生物炭结合PRD滴灌与常规滴灌相比在缓解无机氮在剖面淋溶效果更显著。
　　（4）不同施肥模式下添加生物炭对土壤系统中CO2、N2O释放产生影响的持续时间不同。CK和M模式下，添加不同用量生物炭仅在培养初期（0－1.5d）对CO2、N2O的释放产生影响，而在2－60d，添加生物炭对CO2、N2O释放的影响不明显。F和M+F模式下，生物炭输入对土壤CO2、N2O释放产生影响的持续时间较长。分别在0－14d和0－25d生物炭输入对土壤系统中CO2和N2O的释放均具有显著抑制或促进作用，而随着培养时间的延长（27－60d），这种促进作用逐渐减弱。
　　（5）不同施肥模式下，添加生物炭对土壤系统中CO2、N2O的释放影响不同。CK和M下，添加2％生物炭对CO2、N2O累计释放量没有显著影响；施化肥(F和M+F)模式下，生物炭输入显著提高土壤中CO2和N2O的累积释放量。
　　（6）相关分析结果表明，生物炭输入可通过改变土壤中DOC、DON和无机氮含量分别影响土壤中CO2和N2O的释放。

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作者
魏雪勤;
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作者单位

贵州大学;

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授予单位贵州大学;
学科环境科学
授予学位硕士
导师姓名张崇玉,孙楠;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类土壤化学、土壤物理化学;环境地理学;
关键词
生物炭; 滴水灌溉; 蔬菜种植; 壤氮素残留; 温室气体; 释放特征;

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