不同水肥条件对绿洲农田土壤N2O排放的影响北大核心CSCD

研究土壤干湿变化对绿洲农田土壤氧化亚氮（N2O）排放的影响,可优化绿洲农田灌溉施肥措施、减少绿洲农田土壤N2O排放。基于室内培养试验,将100 g风干土置于730 m L马氏瓶中,放入25℃培养箱内培养,采用称重法严格控制施氮量和土壤含水量,通过注射器连接三通阀抽取瓶内气体,测定不同施氮量和干湿变化下绿洲农田土壤N2O排放量,结果表明：（1）土壤干湿变化显著影响农田土壤N2O排放,未施氮情况下,干燥处理下土壤N2O累积排放量是湿润处理下土壤N2O累积排放量的1.28倍;（2）与未施氮处理相比,施氮显著促进了土壤N2O排放,施肥土壤N2O排放速率在施氮后0-4 d内出现排放高峰,随后显著降低;（3）施氮后湿润土壤N2O排放速率显著高于干燥条件下的土壤N2O排放速率（P〈0.05）,湿润土壤N2O累积排放量为2.07 mg·kg^-1,是干燥条件下土壤N2O累积排放量的1.16倍。因此,在绿洲农田滴灌施肥期间,适当增加滴灌施肥的时间间隔调控土壤干湿状况,可有效减少绿洲农田土壤N2O的排放。     

保护性耕作对黄土高原半干旱区农田土壤N2O排放的影响

一氧化二氮(N2O)是大气中重要的温室气体之一,在全球气候变暖问题中备受关注,而农田土壤是其主要排放源.在影响农田N2O排放的诸多因子中,耕作措施作为关键因素,其对旱地农田土壤N2O的排放规律尚不明确.为此,本试验以传统耕作(T)为对照、布设免耕(NT)、传统耕作+秸秆覆盖(TS)、免耕+秸秆覆盖(NTS)3种保护性耕...     

棉花秸秆和氮肥对土壤CO_2和N_2O排放及碳氮排放系数的影响

以新疆绿洲棉田土壤为研究对象,通过室内控制试验,针对棉花秸秆结合氮肥等不同处理进行了为期63 d的CO_2和N_2O排放观测,探讨秸秆和氮肥施用对土壤有机碳和全氮含量及碳氮排放系数的影响。结果表明:秸秆显著增加CO_2和N_2O排放量,而氮肥对CO_2排放量无显著影响,但却显著增加了N_2O排放量。在施加秸秆和氮肥处理下,CO_2排放速率在前16 d较快,而N_2O排放速率在前3~5 d较快。施加秸秆均能增加土壤有机碳和全氮含量;而施加氮肥降低了土壤有机碳含量,提高了土壤全氮含量。在不同量秸秆和氮肥的配比下,计算得出:秸秆还田产生的有机碳约有47.67%(均值)以CO_2形式排出,其中在全量秸秆和低氮量水平下最高,约为48.71%和50.72%;秸秆碳的排放系数平均值为35.2%,但不是一个常数;秸秆氮的排放系数随施氮量增加而增大,与秸秆量没有直接关系;尿素氮的排放系数均随秸秆量和氮量的增加而增大。     

绿洲农田不同施肥处理对土壤养分和作物产量的影响

为充分了解绿洲农田农业生态系统养分循环规律,利用长期定位实验的方法,初步探讨了不同施肥处理下,绿洲农田的土壤养分及作物产量变化。结果表明:不同施肥处理对土壤养分含量有明显影响。其中,化肥与有机肥配合施用处理的土壤养分含量最高,无肥CK处理养分含量最低,尤其是化肥与有机肥配合施用处理的有机质、全N和碱解氮分别比对照区平均高1.5 g/kg0、.19 g/kg和10.5 mg/kg,其他各处理养分含量处于二者之间。结果还表明,作物产量与土壤养分含量相关,尤其是与土壤有机质、全N、碱解N的含量关系密切,制约产量的首要养分因素是N素,其次是P素。CK处理由于连年作物吸收及收获带走养分,使土壤的有效养分库消耗很快,致使作物产量逐渐降低。P、K处理作物产量变化趋势和CK处理基本一致,进一步表明了N素是影响绿洲农田作物产量的首要因素。对各处理的土壤养分和作物产量变化研究表明,化肥与有机肥配合施用处理作物产量最高,平均为4 010.8 kg/hm2,因此化肥与有机肥配合施用可能是提高绿洲农田土壤肥力,增加作物产量的最佳施肥方式。     

不同生物质炭输入水平下黄绵土N_2O日排放特性

在陇中黄土高原干旱半干旱区,采用小区定位试验与室内盆栽模拟试验相结合的方法,对不同生物质炭输入水平下旱作黄绵土N_2O的日排放通量及其影响因子进行连续观测,并确定1天中不同生物质炭处理水平下的最佳观测时间。结果表明:6个生物质炭输入水平处理下(0、10、20、30、40、50 t·hm~(-2)),旱作黄绵土全天表现为N_2O的排放源;无生物质炭添加处理的N_2O排放通量均显著高于其他各处理,随输入水平增加呈U型变化规律,当生物质炭输入水平为30 t·hm~(-2)时,更有利于N_2O气体的增汇减排;各处理N_2O日总排放通量均在白天所占比例最高;温度是环境因子相对稳定条件下N_2O气体排放的主要影响因子,N_2O的排放与地表温度及10 cm土层地温呈不同程度的正相关关系;10 cm土层地温与生物质炭输入量呈显著正相关关系;N_2O气体的最佳同期观测时间为8∶00—9∶00。     

绿洲农田不同深度土壤粒径分布特性及其影响因素——以策勒绿洲为例

绿洲土壤环境变异状况及其影响因素的研究对于维护绿洲稳定、绿洲化进程的合理发展具有重要意义。以塔里木盆地南缘策勒绿洲为研究区,根据农田为绿洲主要土地利用方式的特点,通过其不同深度土壤粒径分布（PSD）物理特性的探讨,描述绿洲农田PSD的差异性,同时对其影响因素进行分析。基于绿洲范围内取样点0～20cm,20～40 cm,...     

不同耕作措施下温度升高对旱作春小麦农田土壤N2O排放的影响

为探究不同耕作措施下温度升高对旱作春小麦农田土壤N₂O排放的影响效应,基于APSIM模型,结合甘肃省定西旱作春小麦试验区定点连续监测的N₂O排放通量等数据,检验该模型模拟不同耕作措施下N₂O排放的适宜性,并对不同耕作措施下日最高、最低温在0??2℃范围内耦合变化时旱作春小麦农田土壤N₂O排放进行模拟。结果表明：APSIM模型对不同处理下N₂O排放的模拟结果与实测结果较为一致,归一化均方根差（NRMSE）最大值为0.17,决定系数（R²）最小值为0.80,相关性均达到显著水平（P<0.05）,说明该模型可以用来模拟不同耕作措施下旱作麦田N₂O排放;在试验设计范围内,日最高温不变、日最低温升高会增加N₂O排放,增排效果表现为传统耕作（T）>免耕（NT）>传统耕作+秸秆覆盖（TS）>免耕+秸秆覆盖（NTS）,日最低温每升高0.5℃,最大增排幅度为2.41%;日最低温不变、日最高温升高会减少N₂O排放,减排效果表现为T>TS>NT>NTS,日最高温每升高0.5℃,最大减排幅度为1.68%。日最低温升高带来的增排效应大于日最高温升高带来的减排效应。     

不同氮素水平下有机物料添加对陇中黄土高原旱作农田N2O排放特征的影响

为了探究不同用量氮肥配施生物质炭或小麦秸秆对旱作农田N₂O排放通量的影响,在陇中黄土高原半干旱区连续进行4年不同氮素水平配施不同有机物料的田间定位试验,试验以3种施氮用量（不施氮肥、50 kg（N）·hm^-2氮肥、100 kg（N）·hm^-2氮肥）配施2种有机物料（小麦秸秆S、生物质炭B）及无有机物料 (C)共组成9个处理,于2016年11月—2017年10月,采用静态箱-气相色谱法,对N₂O通量进行全年内连续观测。研究结果表明：观测期内,各处理N₂O年平均通量大小排序SN100>CN100>SN50>CN50>BN100>SNO>BN50>CN0>BN0,各处理N₂O排放通量变化趋势一致;相较N0处理（CN0、SN0、BN0）的年平均排放通量,N50（CN50、SN50、BN50）和N100（CN100、SN100、BN100）处理分别增加了6.92%和10.03%。相较CN0、CN50和CN100,与其相同氮素水平配施生物质炭后,N₂O年平均排放通量分别降低了0.49%、3.15%和4.67%;配施秸秆后,N₂O年平均排放通量分别增加了6.37%、3.44%和2.73%。单施氮肥或小麦秸秆配施氮肥均增加了N₂O排放的增温潜势,生物质炭配施氮肥减少了N₂O排放的增温潜势。主效应分析表明,氮素、秸秆均对提升N₂O排放通量发挥显著效应,而生物质炭具有降低效应。相关分析表明,土壤温度与N₂O通量表现为显著正相关关系,土壤含水量与N₂O通量表现为显著负相关关系（P<5%）。通径分析表明,土壤温度对N₂O通量的增大作用远大于土壤含水量对N₂O通量的减小作用。秸秆或生物质炭与氮素无交互效应,N₂O排放通量随氮素水平的增加而增大,秸秆还田促进了N₂O排放而生物质炭抑制了N₂O排放。因此,添加生物质炭对旱作农田固氮减排具有较大的潜力。     

不同水肥条件对小麦生长及养分吸收的影响

采用盆栽试验研究了不同水肥条件对小麦地上部分和根系生物量、养分吸收状况及产量的影响。结果表明：随着水肥条件的改善，小麦地上部及整体植株生物量均呈明显增加趋势，而根系生物量在水肥条件适宜时较小，次适宜时较大；当水分进一步亏缺时，根系生长受阻，其生物量下降。水肥条件对小麦成穗率及穗粒数均有不同程度的影响，从而导致了籽粒产量在不同水肥条件下的差异；千粒重受水肥条件影响不大。适宜的水肥条件有利于作物对养分的吸收和运输，有利于植株的协调生长；而当水分供应不足时，根系与地上部分存在对养分和光合产物的竞争，根系成为光合产物的优势库，根系养分含量增加，根／冠亦增大。当土壤水分严重亏缺时，根系及茎秆中的养分向穗粒部运输受阻，养分相对积累在根系和茎秆中。     

干旱绿洲农田盐渍化对土壤理化特性和农艺特征的影响

在河西走廊西部大田试验条件下,通过一个生长季的观测,分析研究农田盐渍化对土壤理化特性和典型牧草(紫花苜蓿)和农作物(大麦)农艺性状、干物质积累和产量的影响。结果表明:(1)在0 ～ 20 cm土层,牧草土壤容重沿盐渍化梯度增加了3％,4.54％,8.62％,9.96％,农作物土壤容重没有明显变化规律;土壤有机质显著降低,且0～ 10 cm土层的降低速率快于10 ～ 20 cm土层;(2)盐渍化程度等于或高于中度盐渍化水平时,大麦植株的穗长、穗粒数和秸秆重受到显著影响;在开花、孕穗和灌浆期的盐度既会降低籽粒产量也降。低秸秆产量。与农作物相比,盐渍化程度等于或高于轻度盐渍化水平时,牧草植株的株高、主侧枝长和主根直径会受到影响,进而导致牧草产量的降低。因此,在农业生产中,可根据两种作物在不同盐渍化梯度各生育期的受害状况进行相应的水盐调控和耕作管理,以实现盐渍化农田作物产量的维持和增加。     

丰雨年旱作农业区不同耕作措施麦豆地N_2O、CH_4的排放

采用静态箱-气相色谱法采集丰雨年旱作农业区不同耕作措施春小麦-豌豆地排放气体并计算通量,研究耕作措施、土壤温度和土壤含水量对春小麦-豌豆地N2O和CH4排放的影响,其中,耕作措施包括免耕秸秆覆盖(NTS)、免耕不覆盖(NT)和传统耕作+秸秆还田(TS)以及传统耕作不覆盖(T)四种。研究结果表明:不同措施麦豆地均为N2O的排放源,春小麦地通量波动范围0.018~0.146 mg·m-2·h-1,豌豆地通量波动范围0.024~0.210 mg·m-2·h-1,全生育期春小麦地N2O平均排放通量大小顺序:TTSNTNTS,而豌豆地大小顺序:TNTSNTTS;不同耕作措施麦豆地均表现为CH4的吸收汇,春小麦地吸收通量的波动范围0.051~0.212 mg·m-2·h-1,豌豆地的波动范围0.057~0.193 mg·m-2·h-1,全生育期春小麦地CH4平均吸收通量大小顺序:NTSNTTST,豌豆地大小顺序:NTSTSNTT;不同耕作措施对N2O和CH4全生育期通量有明显的影响,TS、NT和NTS三种耕作措施较T措施而言,有效地减少了N2O的排放且增加CH4的吸收;丰雨年,土壤温度和土壤含水量对旱作农业区N2O和CH4排放综合影响权重有所降低。     

种植模式对阿克苏绿洲农田土壤肥力的影响

土壤肥力是影响农田生态系统生产力及稳定性的重要因素,其演变的方向和程度受人类活动直接影响,探究农业种植模式与土壤肥力的相互关系对绿洲土壤生态系统的开发与保护具有重要意义。以塔里木河上游阿克苏绿洲为研究靶区,选择20年棉花连作、棉花/水稻轮作、棉花/茴香套作、棉花/打瓜套作4种不同种植模式的棉田为研究对象,综合土壤物理、化学和生物学性质利用因子分析法选取13项土壤因子评价土壤肥力状况的优劣。结果表明:种植模式和作物种类均会影响农田土壤的理化性质及酶活性,进而影响土壤肥力状况;4种种植模式下农田土壤肥力评价值排序为棉花/打瓜套作模式>水稻/棉花轮作模式>20年棉花连作>棉花/茴香套作模式。     

环境材料对不同水肥条件下玉米氮磷利用效率的影响

为了探究不同水肥条件下环境材料对作物生长和氮磷利用效率的效应,通过盆栽玉米种植实验采用土壤持水量(A)、氮磷肥(B)、环境材料(C)三因素三水平正交实验设计,研究了高分子保水剂、沸石和腐植酸等环境材料组合对玉米生长和氮磷肥利用效率影响,筛选出作物增产和氮磷肥同步增效的三因素优化组合,并通过土壤肥力和酶活性分析揭示相关效应机理。结果表明,三因素对各项指标影响的主次顺序不同,A和B对玉米生长和氮磷肥利用效率的影响大于C,但C能够促进玉米生长和氮磷肥利用效率的提高,促进土壤碱解氮、有效磷含量的提高以及脲酶、磷酸酶活性的增加;土壤持水量65%~70%,每公斤土施肥1.5 g N、1.13 g P_2O_5,环境材料4.5 g的组合和土壤持水量85%~90%,每公斤土施肥1.5 g N、1.13 g P_2O_5,环境材料9 g的组合,作为提高玉米产量和氮磷肥利用效率的优化组合,在实践中可根据水分情况进行选择。     

不同耕作措施对旱地农田土壤物理特性的影响

通过在山西寿阳地区设置的田间试验,分析比较秸秆还田、免耕覆盖、浅旋耕和常规耕作等4种耕作措施不同时期土壤紧实度、容重、入渗速率、土壤含水量以及土壤温度的变化情况,以了解各耕作措施对旱地农田土壤物理特性的影响程度。结果表明,秸秆还田措施除引起旱地农田土壤入渗速率显著降低外,其他物理特性与常规耕作基本一致;免耕覆盖措施对旱地农田土壤物理特性的影响最大,可导致0~10 cm表层土壤紧实度和容重显著增加,土壤入渗速率在播前显著降低,但随着生育期推进与其他处理间差异逐渐减小,蓄水保墒效果显著,同时会引起土壤温度显著降低,播前较常规耕作平均降低2.0℃;浅旋耕措施则在改善表层土壤紧实度,增加土壤入渗速率方面较秸秆还田和免耕覆盖措施要好,土壤含水量显著高于其他处理,较常规耕作措施平均能提高10%,但同时会引起40~60 cm土层土壤容重增加。     

绿洲农田防护林系统土壤蒸发特征研究

以景电灌区绿洲农田防护林系统为研究对象,通过对农田防护林系统内土壤水分蒸发的测定分析,结果表明:在1H范围内,越靠近林带,土壤蒸发量越大。随着与林带距离的增加,土壤蒸发量有先减小后增大的趋势;农田防护林系统内土壤水分蒸发量在灌溉前后有先增加后减小的趋势,并且对照点土壤水分蒸发量始终高于林网内观测点,林网内土壤蒸发量与对照点相比平均减少了35.17%。说明绿洲农田防护林系统能有效减弱土壤蒸发量;相关分析表明,系统内土壤水分蒸发量受到土壤本身和气象因子的制约,其影响程度大小依次为土壤含水量>太阳辐射>空气相对湿度>风速>气温,其中土壤含水量、太阳辐射、气温、风速与土壤蒸发量成正相关,空气相对湿度与其成负相关关系。     

黄土高原苜蓿生长年限对草地N_2O释放通量的影响

氧化亚氮(N2O)是一种主要的温室气体。为探究旱作紫花苜蓿(Medicago sativa)生长年限对草地N2O释放通量的影响,采用静态箱—气相色谱法,分别观测了黄土高原休闲地和3、4、10龄紫花苜蓿草地N2O释放通量。与实测值相比较,DNDC(脱氮—分解)模型对苜蓿草地N2O释放的模拟具有较高的可靠性。另外,利用DNDC模型对苜蓿地N2O释放量进行估算。结果表明:与休闲地比较,高龄苜蓿草地N2O释放通量高于低龄苜蓿草地;N2O负通量观测值与模型模拟值差异较大;DNDC模型对不同龄苜蓿草地的模拟中发现,N2O释放主要集中在170~240 d,且波动较大,释放峰值出现在第210 d。DNDC模型能够较好地模拟黄土高原苜蓿草地N2O释放通量,但其对苜蓿草地N2O负通量的模拟还需进一步改进。     

绿洲农田不同施肥方式对冬小麦产量的效应分析

为了明确如何合理配施有机无机肥,才能提高绿洲农田土壤肥力,本文对土壤养分长期定位实验田种植冬小麦所生长的灰漠土进行了养分及有机质的分析,探讨了N、P、K及其与有机肥的不同配比对冬小麦产量的影响。结果表明:灰漠土中本身K素含量较为丰富,可以满足冬小麦正常生长需要;有机质、N素与冬小麦产量成极显著相关,其含量的增加对冬小麦产量的提高具有极其重要的作用;单施化肥对当季冬小麦产量提高作用明显,但在长期效应上存在不足。故生产上需要将无机肥和有机肥结合施用,才能有效提高土壤肥力,提高和稳定冬小麦产量。     

奇台县绿洲农田土壤盐渍化影响因素及逆向演替特征研究

在奇台县绿洲中部平原区和绿洲沙漠交错带选择不同耕种时间的农田,分析其剖面土壤可溶性总盐、pH值含量随耕种时间的变化。探讨在地下水埋深不断下降的过程中,不同发展阶段农田土壤盐渍化的时空变化规律。研究表明:奇台县绿洲地下水埋深已低于影响地表盐渍化的地下水埋深临界值(5m),地下水矿化度低于3g/L,研究区整体处于有利于土壤盐渍化逆向演替的环境。土壤含盐量与地下水埋深关系最为密切,地下水埋深在3-5m时,土壤脱盐速度最快,大于5m时,含盐量减少的速率明显降低。土壤盐渍化逆向演替具有时空特征。时间特征表现在,无论农田在绿洲的什么位置,耕种时间越长,土壤含盐量越低,盐渍化逆向发展的越好。当农田耕种时间和地下水埋深低于临界值的时间超过20年时,盐渍土基本可以自然恢复为非盐渍土。空间特征表现在,由绿洲下部向上部,土壤盐渍化逆向演替阶段逐渐向高级过渡。     

气候变化对河北坝上不留茬农田土壤风蚀扬尘排放速率的影响

基于全球气候模式NorESM1-M产生的RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5气候变化情景数据,利用国家原环境保护部推荐的土壤风蚀扬尘计算方法,模拟分析了未来气候变化对河北坝上砂粘壤土、粘壤土、壤粘土、砂壤土、砂粘土和风沙土不留茬农田土壤风蚀扬尘总可悬浮颗粒物（Total suspended particle, TSP）、 PM₁₀和PM_2.5的季节和年排放速率影响。结果显示：气候变化影响下坝上地区气温上升,年降水量和风速波动较大,不同情景下变化趋势不同。RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5情景与基准情景下比较,不同土壤风蚀扬尘TSP、PM₁₀和PM_2.5季节排放速率在春季分别高15%、47%、28%和46%,夏季分别高1%、14%、3%和7%,秋季分别高17%、54%、45%和38%,冬季分别低36%、42%、39%和44%。在RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5情景下与基准情景下比较,按月排放累加计算,各土壤风蚀扬尘TSP、PM_10<...     

秸秆还田对绿洲棉田土壤CO_2时空分布的影响

基于静态箱法和气井法,测定棉花秸秆还田对绿洲棉田土壤CO_2浓度和通量时空分布的影响。结果表明:棉花秸秆还田后土壤CO_2浓度与通量具有明显的时间变化特征,均表现为7月份出现峰值,10月出现低值;与NS(对照组)相比,秸秆还田处理下的土壤CO_2浓度与通量在5月也出现峰值。土壤CO_2浓度随着土壤深度的增加而增加,但秸秆还田对土壤CO_2浓度的垂直分布影响不大。观测期内,NS、HS(半量)、TS(全量)和DS(加倍)处理下的土壤CO_2浓度均值分别为5 946.2、6 837.3、7 717.3 mg·kg~(-1)和10 437.6 mg·kg~(-1),土壤CO_2通量均值分别为110.22、136.84、140.75 mg·m~(-2)·h~(-1)和169.47 mg·m~(-2)·h~(-1),即棉花秸秆还田增加了土壤CO_2浓度和通量;其中,DS处理下的土壤CO_2浓度和通量均显著高于其他处理(P0.05)。此外,NS、HS、TS和DS处理下土壤CO_2浓度与通量之间的相关系数分别为0.30~0.60、0.68~0.72、0.72~0.77和0.85~0.88,相关系数随秸秆还田量增大而增大,即土壤CO_2通量强烈依赖于土壤CO_2浓度。在当前的农业生产水平下,综合评价不同秸秆量还田的效应,应采用全量秸秆还田。