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不同施氮水平对玉米农田生长季CO_2、N_2O排放通量的影响

作　者: 吕佩毓
导　师: 李广
学　校: 甘肃农业大学
专　业: 生态学
关键词: 施氮 农田玉米 CO2排放通量 N2O排放通量 温度 土壤水分
分类号: S513
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本研究在甘肃省武威市甘肃农业大学与武威市农技中心校地联合绿洲农业科研教学基地进行,选取了不施氮肥（N0）,施氮量为300kg-N·hm-2（N300）和450kg-N·hm-2（N450）三种施氮水平。采用EGM-4密闭式土壤呼吸测量系统和静态箱—气相色谱法,分别对甘肃省武威凉州灌区不同施氮水平下的玉米农田CO2和N2O两种主要温室气体的排放通量进行了连续观测,研究从苗期到成熟期不同氮肥用量对玉米农田CO2和N2O排放通量的影响,并探讨了玉米农田CO2和N2O排放通量与土壤温度和土壤水分含量的关系,以及氮肥用量对玉米植株、穗位性状和产量的影响。主要的研究结果如下:1.从玉米生长苗期到成熟期,N0、N300和N450三个施氮水平下玉米农田在6:00～20:00CO2排放通量的动态变化都呈现低-高-低单峰型曲线,日通量排放平均值的变化规律表现为N450>N300>N0,其变化趋势随温度升高而增加,表明施氮水平越高,土壤呼吸速率越大,CO2排放通量越多。玉米生长前期CO2排放通量白天的变化幅度大于后期。三个施氮水平下CO2排放通量日变化的差异性在苗期和拔节期表现不显著,在灌浆期和成熟期表现显著。不同施氮水平下CO2排放通量的季变化均表现为抽雄期>大喇叭口期>拔节期>灌浆期>成熟期>苗期。整个生育期,不同施氮水平下CO2排放通量的差异性在苗期和拔节期表现不显著,在抽雄期和灌浆期表现显著。表明氮肥施用对玉米生长中后期农田土壤CO2排放通量的影响大于生长前期。2.玉米整个生育期,N2O日通量基本表现为排放。从玉米生长苗期到成熟期,N0、N300和N450三个施氮水平下白天（6:00～20:00）N2O排放通量曲线的变化趋势与CO2一致为单峰型曲线,日通量排放平均值的变化规律表现为N450>N300>N0,其变化趋势随温度升高而增加。不同施氮水平下N2O排放通量日变化的差异性,除在成熟期以外的整个生育期都表现显著。从玉米整个生育期来看,N0、N300和N450三个施氮水平下N2O排放通量的季变化具体表现为大喇叭口期>苗期>抽雄期>拔节期>灌浆期>成熟期,氮肥施用对玉米生长前期和中期农田土壤N2O排放通量的影响明显大于生长后期,尤其在苗期和大喇叭口期表现显著。3.CO2、N2O的排放通量与0cm和5cm土壤温度均达到了极显著正相关水平（p<0.01）,与10cm土壤温度的线性关系达到了显著正相关水平（p<0.05）,不同施氮水平下玉米农田土壤CO2、N2O排放通量均呈现随温度的升高而增大的趋势。玉米生长期土壤水分含量对农田CO2和N2O排放通量的影响比较复杂,表现为在适宜的水分条件下,CO2、N2O排放通量会随之增大,当水分达到一定的饱和范围内,CO2、N2O排放通量则会随之增大而减少,但两者无直接关系。4.不施氮肥（N0）,施氮300kg-N·hm-2（N300）和450kg-N·hm-2（N450）三个处理下玉米的茎粗、株高、穗位高、穗长均随施氮量的增加而增高,具体表现为N450>N300>N0;而穗高系数和秃尖长随施氮量的增加呈降低趋势,即N0>N300>N450,可见施肥量极大地提高和优化了氮肥的利用率,同时促进玉米营养体的增长。不同处理下玉米生物产量和经济产量最高的是N450处理,其次是N300处理,最低的是N0处理。对不同施氮水平下玉米生物产量和经济产量的方差分析表明,三个处理的生物产量和经济产量差别显著,表明施氮量影响着玉米生长期,从而影响了玉米产量的积累。

全文目录


摘要  2-4
Summary  4-8
前言  8-9
1 国内外研究进展  9-22
  1.1 研究背景  9-11
  1.2 土壤中CO_2、N_2O 的产生机理和影响因素  11-17
    1.2.1 CO_2 的产生机理和影响因素  11-13
    1.2.2 N_2O 的产生机理  13-17
  1.3 CO_2、N_2O 排放研究进展  17-19
    1.3.1 CO_2 排放研究进展  17-18
    1.3.2 N_2O 排放研究进展  18-19
  1.4 农田温室气体排放通量的主要研究方法  19-22
    1.4.1 静态箱-气相色谱法  20-21
    1.4.2 动态箱法  21
    1.4.3 微气象法  21-22
2 试验设计与方法  22-28
  2.1 研究内容  22-23
  2.2 研究的技术路线  23-24
  2.3 试验地概况  24
  2.4 试验设计和材料  24
  2.5 测定项目及方法  24-28
    2.5.1 CO_2 通量测定方法  24-25
    2.5.2 N_2O 气体样品收集与分析技术  25-27
    2.5.3 土壤物理性状的测定  27-28
    2.5.4 玉米植株、穗位性状和产量的测定  28
  2.6 数据分析  28
3 结果与分析  28-47
  3.1 不同施氮水平下玉米农田CO_2、N_2O 排放通量的日变化特征  29-33
    3.1.1 CO_2 通量日变化特征  29-31
    3.1.2 N_2O 通量日变化特征  31-33
  3.2 不同施氮水平下玉米农田CO_2、N_2O 排放通量整个生育期变化特征  33-38
    3.2.1 CO_2 通量整个生育期变化特征  33-36
    3.2.2 N_2O 通量整个生育期变化特征  36-38
  3.3 玉米农田CO_2、N_2O 排放通量的影响因素  38-46
    3.3.1 土壤温度  38-42
    3.3.2 土壤水分含量  42-46
  3.4 不同施氮水平对玉米植株性状、穗位性状和产量的影响  46-47
    3.4.1 不同施肥处理对玉米植株和穗位性状的影响  46
    3.4.2 不同施肥处理对玉米产量的影响  46-47
4 结论与讨论  47-52
  4.1 不同施氮水平下玉米农田CO_2、N_2O 排放通量的日变化特征  48
  4.2 不同施氮水平下玉米农田CO_2、N_2O 排放通量整个生育期变化特征  48-49
  4.3 玉米农田CO_2、N_2O 排放通量的影响因素  49-50
  4.4 不同施氮水平对玉米植株、穗位性状和产量的影响  50
  4.5 讨论  50-52
参考文献  52-61
致谢  61-62
作者简介  62-63
导师简介  63

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 玉米（玉蜀黍）
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