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施用系列新型氮肥后农田土壤不同途径活性氮素损失对比研究

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论文说明

摘要

缩略词汇表

第一章 引言

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 新型肥料的发展

1.2.2 不同途径氮素损失

1.3 问题的提出

1.4 研究目的与内容

1.4.1 研究目的

1.4.2 研究内容

1.5 技术路线

第二章 材料与方法

2.1 田间试验

2.1.1 试验地点与供试材料

2.1.2 试验设计

2.2 样品测定方法

2.2.1 气体的采集与分析

2.2.2 水样的采集与分析

2.2.3 其它样品的采集与分析

2.3 数据处理

第三章 施用不同种类新型氮肥后玉米田的氮素损失研究

3.1.1 玉米田环境因子动态变化

3.1.2 不同氮肥对土壤NH4+-N和NO3--N含量的影响

3.2 玉米田不同途径氮素损失的季节性动态变化

3.2.2 NH3-N挥发

3.2.3 硝态氮渗漏

3.2.4 硝态氮径流

3.3 玉米季不同途径氮素损失量及损失率

3.4 讨论与小结

3.4.1 不同途径氮素损失与相关驱动因子分析

3.4.2 小结

第四章 施用不同种类新型氮肥后旱直播水稻田的氮素损失研究

4.1 水稻田不同影响因子动态变化

4.1.1 水稻田环境因子动态变化

4.1.2 不同氮肥对土壤NH4+-N和NO3--N含量的影响

4.2 水稻田不同途径氮素损失的季节性动态变化

4.2.2 NH3-N挥发

4.2.3 硝态氮渗漏

4.3 水稻季不同途径氮素损失量及损失率

4.4 本章讨论与小结

4.4.1 不同途径氮损失及相关驱动因子分析

4.4.2 小结

第五章 施用不同种类新型氮肥后冬小麦田的气态氮素损失研究

5.1 小麦季不同影响因子动态变化

5.1.1 小麦季环境因子动态变化

5.1.2 不同氮肥对土壤NH4+-N和NO3--N含量的影响

5.2 小麦田不同途径氮素损失的季节性动态变化

5.2.2 NH3-N挥发

5.3 小麦季不同处理下N2O-N和NH3-N挥发的氮素损失量及损失率

5.4 本章讨论与小结

5.4.1 不同途径氮损失及相关驱动因子分析

5.4.2 小结

第六章 全文讨论

6.1 不同品种氮肥同一途径N素损失比较

6.1.1 玉米季

6.1.2 水稻季

6.1.3 小麦季

6.2 同一品种氮肥施用于不同作物上氮素损失比较

第七章 结论与展望

7.1 全文结论

7.2 研究特色

7.3 存在的问题

7.4 研究展望

参考文献

作者简介

攻读硕士期间完成的论文

致谢

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摘要

当前农业可持续发展面临的重要问题是如何在提高氮肥利用效率和保证作物稳产高产条件下,减少农田氮素流失和对环境的压力,协调好粮食、资源和环境间的矛盾。作为未来研究和推广的重点,新型氮肥的研究目前主要关注点在于氮肥利用率的提高及单一途径氮素损失的研究。有关新型氮肥对农田土壤不同途径氮素损失的同步研究较少,尤其是不同类型的新型氮肥在相同的土壤和气候条件下活性氮损失的同步系统比较鲜见报道。因此开展相关研究了解不同类型肥料活性氮损失特点有助于为我国农田合理施用氮肥以及新型肥料的推广提供数据支持,也可为制定有关减缓土壤酸化、水体富营养化和温室气体排放的决策提供科学依据。
  本研究通过夏玉米/水稻和冬小麦3个生长季的田间试验,研究了不同氮肥施用后氨(NH3)挥发、氧化亚氮(N2O)排放、硝酸盐(NO3--N)渗漏和径流的响应特性及变化规律。试验设了7个处理,包括无肥料施用(对照CK)和6个不同氮肥处理。其中复合肥和尿素(CF)作为常规氮肥,另外5种新型氮肥为脲铵(UA)、稳定性复合肥料(UHD)、硫包衣氮肥(SCU)、脲甲醛复合肥(UF)和有机肥(OF)。
  不同氮肥的氮素释放特性不同决定了其施用后不同途径氮素损失有差异。夏玉米季试验结果表明,除了SCU外,其它氮肥处理对N2O-N排放、NH3-N挥发和NO3--N渗漏的影响与CF相比都没有显著差异(p>0.05)。在均值水平上,除UA外,其它肥料处理皆能降低农田NH3-N挥发,而对N2O-N排放无显著减排效果(p>0.05);对于NO3--N渗漏而言,仅OF降低了NO3--N渗漏。而对于NO3--N径流来说,仅有UA显著减少径流NO3--N损失(p<0.05)。通过计算得知玉米季施氮肥所导致的各处理N2O-N排放,NH3-N挥发及NO3--N渗漏和径流的氮素总损失率为18.7%~31.7%,从大到小依次为SCU> UF> UHD>CF>UA>OF。
  旱直播水稻田试验结果表明,与CF相比,各氮肥处理对N2O-N排放无显著减排效果(p>0.05),仅UA和SCU在均值水平上减少了6%和11%。除UA和OF以外,UHD、SCU和UF皆能显著降低农田NH3-N挥发(p<0.05),其减排幅度为18%~36%。对于NO3--N渗漏而言,与CF相比,各处理间无显著差异(p>0.05)。通过计算得知水稻季施氮肥所导致各处理的N2O-N排放,NH3-N挥发及NO3--N渗漏的氮素总损失率为10.0%~18.6%,从大到小依次为OF>UA>SCU>UHD>CF>UF。
  冬小麦季的试验结果表明,与CF相比,单施UF能够显著降低N2O-N排放(p<0.05),而其它氮肥处理无显著减排效果(p>0.05)。另外,除了UA处理的NH3-N挥发累积量与CF处理相比无显著差异(p>0.05),其它氮肥处理皆能显著降低NH3-N挥发(p<0.05)。小麦施氮肥后所导致的各处理气态氮素的总损失率为8.7%~15.4%,从大到小依次为CF>UA>OF>SCU> UHD>UF。
  与常规施肥相比,结合环境效益和经济效益,在水稻和小麦作物上施用稳定性复合肥和脲甲醛复合肥不仅提高农民收益,又能减少对环境的影响,适合推广。

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