不同农业生产方式下菜地土壤氮素转化过程与N2O排放的研究

论文摘要

蔬菜生产是我国高度集约化农业的典型代表,它在我国种植业结构中的比重越来越高。目前国内有关土壤氮素转化以及N2O排放的研究主要集中在粮田土壤上,部分学者对菜地土壤进行了研究,尚无对有机菜地（露天和设施栽培）的研究。本试验通过田间试验和室内培养试验相结合,对南京地区不同农业生产方式下（露天常规栽培、露天有机栽培和设施有机栽培）菜地土壤氮素转化过程与N2O的排放进行了研究,对于我国选择合理的农业生产方式、减少温室气体的排放具有重要意义。主要研究结论如下：1.露天常规菜地土壤的矿化作用、硝化作用和反硝化作用过程都要比露天有机菜地土壤强烈。两者的矿化作用和反硝化作用强弱可能与土壤有机碳、全氮、C/N、pH有关；而硝化作用可能与土壤pH密切联系。2.设施有机菜地土壤的矿化、硝化作用、反硝化作用总体比露天有机菜地土壤强烈。两者的矿化作用可能与土壤全氮、C/N、微生物活性关系密切；硝化作用可能与微生物活性有关,矿化作用与硝化作用之间存在密切联系；而反硝化作用强弱可能与土壤C/N、微生物活性有关。3.露天常规菜地土壤硝化作用N2O累计排放量显著高于露天有机菜地土壤；土壤pH和底物NH4+-N可能是影响两者硝化作用N2O排放的主要因素。露天有机菜地土壤反硝化作用N2O累计排放量显著高于露天常规菜地土壤；土壤pH可能是影响两者反硝化作用N2O排放的主要因素。4.设施有机菜地土壤硝化作用N2O累积排放量显著高于露天有机菜地土壤；土壤底物NH4+-N和C/N可能是影响两者硝化作用N2O排放的主要因素。设施有机菜地土壤反硝化作用N2O累积排放量大于露天有机菜地土壤,但是两者差异不显著。5.露天常规菜地和设施有机菜地蔬菜生长期N2O的排放通量与土壤湿度没有明显相关关系；露天有机菜地菊花叶生长期N2O的排放通量与土壤湿度呈显著正相关,其相关关系可以用指数函数y=13.33e00468x表示, F为N2O排放通量（μg·m-2·h-1）,x为土壤湿度（23%<x<72%WFPS）。土壤温度与露天常规、露天有机和设施有机蔬菜生长期N2O的排放通量没有显著相关关系。施肥对不同生产方式下菜地N2O的排放都具有明显地促进作用,N2O排放系数大小的顺序为露天常规菜地（1.15%）>露天有机菜地（0.34%）>设施有机菜地（0.06%）。6.露天常规栽培菜地土壤氮素的转化过程比露天有机栽培菜地土壤强烈；设施有机栽培菜地土壤氮素的转化过程比露天有机菜地土壤强烈；有机栽培较常规栽培体系在减缓菜地N20排放方面具有更大的潜力,并且设施有机栽培比露天有机栽培更能减少菜地N20的排放。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 选题背景
• 2O的重要人为排放源'>1.1.1 农业是大气N₂O的重要人为排放源
• 1.1.2 菜地在我国种植业结构中比重的提高
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 土壤氮素的主要转化过程
• 1.2.1.1 矿化作用
• 1.2.1.2 硝化作用
• 1.2.1.3 反硝化作用
• 1.2.1.4 菜地土壤氮素转化过程
• 2O排放研究进展'>1.2.2 菜地N₂O排放研究进展
• 2O的产生与排放'>1.2.2.1 土壤N₂O的产生与排放
• 2O排放的主要影响因素'>1.2.2.2 农田土壤N₂O排放的主要影响因素
• 2O排放的研究进展'>1.2.2.3 菜地N₂O排放的研究进展
• 1.3 问题的提出
• 1.4 研究目的和意义
• 1.5 研究内容
• 1.6 技术路线
• 第二章 试验材料与方法
• 2.1 田间试验
• 2.1.1 试验地点
• 2.1.2 试验设计
• 2.1.3 气样的采集与分析
• 2.1.4 土壤温度和土壤湿度测定
• 2.2 室内培养试验
• 2.2.1 供试土壤
• 2.2.2 土壤培养
• 2.2.2.1 矿化试验
• 2.2.2.2 硝化试验
• 2.2.2.3 反硝化试验
• 2.2.3 样品分析
• 2.2.4 数据处理
• 2.2.4.1 矿化作用
• 2.2.4.2 硝化作用
• 2.2.4.3 反硝化作用
• 2.2.5 统计分析
• 第三章 不同农业生产方式下菜地土壤氮素的主要转化过程
• 3.1 露天常规和有机栽培菜地土壤氮素的主要转化过程
• 3.1.1 土壤理化性质和微生物学特性
• 3.1.2 矿化作用
• 3.1.3 硝化作用
• 3.1.4 反硝化作用
• 3.1.5 讨论
• 3.2 设施和露天有机栽培菜地土壤氮素的主要转化过程
• 3.2.1 土壤理化性质和微生物学特性
• 3.2.2 矿化作用
• 3.2.3 硝化作用
• 3.2.4 反硝化作用
• 3.2.5 讨论
• 3.3 小结
• 2O的排放'>第四章 不同农业生产方式下菜地土壤N₂O的排放
• 2O的排放'>4.1 露天常规和有机栽培菜地土壤N₂O的排放
• 4.1.1 硝化作用
• 4.1.2 反硝化作用
• 2O的排放'>4.2 设施和露天有机栽培菜地土壤N₂O的排放
• 4.2.1 硝化作用
• 4.2.2 反硝化作用
• 4.3 小结
• 2O的排放'>第五章 不同农业生产方式下菜地N₂O的排放
• 2O排放通量的季节变化'>5.1 露天常规栽培菜地N₂O排放通量的季节变化
• 2O排放通量的季节变化'>5.2 露天有机栽培菜地N₂O排放通量的季节变化
• 2O排放通量的季节变化'>5.3 设施有机栽培菜地N₂O排放通量的季节变化
• 5.4 讨论
• 2O排放的影响'>5.4.1 土壤湿度和温度对菜地N₂O排放的影响
• 2O排放的影响'>5.4.2 施肥对菜地N₂O排放的影响
• 5.5 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 研究特色与创新点
• 6.3 展望
• 参考文献
• 作者简介
• 致谢