CN102754549B - 一种北方旱地农田土壤的n2o减排方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于农田生态系统温室气体减排技术领域，具体是一种北方旱地农田土壤的N2O减排方法。于深秋季节在待处理旱地农田土壤上施入2~18m3/ha的有机肥，次年减少作物播种和生长季的氮素肥料施入量10%~50%，使土壤N2O的排放量获得显著减少。本发明通过秋季增施有机肥、减少氮素肥料施入量的方式，达到提高作物产量或不减产，同时减少北方旱地农田土壤N2O排放量的目的。
Description
技术领域
本发明属于农田生态系统温室气体减排技术领域，具体是一种北方旱地农田土壤的N2O减排方法。
背景技术
N2O是仅次于CO2和CH4的重要温室气体，其单分子增温潜势是CO2的296倍（百年时间尺度），且还参与破坏平流层臭氧而增强地表紫外辐射强度，进而导致人类皮肤癌和其它疾病的发病率迅速上升。目前大气中N2O的浓度约为319ppbv，并正以每年0.25%的速率增长。这意味着N2O将对人类生存环境及人类自身健康产生深远影响。
农田施入氮素肥料，是引起农田N2O排放的重要因素之一。为满足中国人口增长对粮食产量的需求，大量氮素肥料被施入农田，从而造成农田N2O排放量增加。目前农田土壤N2O排放量为每年6.3Tg N2O-N，占全球N2O总排放量的~35%。因此寻求有效的农田土壤N2O减排技术已成为各国政府和科技人员努力应对全球气候变暖的首要任务之一。东北地区是我国粮食主产区，旱地农田为主，主要作物为玉米、大豆、小麦等旱地作物。
发明内容
本发明的目的在于提供一种北方旱地农田土壤的N2O减排方法。
为实现上述目的，本发明采用技术方案为：
一种旱地农田土壤的N2O减排方法，深秋季节在待处理旱地农田土壤上施入2~18m3/ha的有机肥，次年减少作物生长季的氮素肥料施入量，进而使土壤N2O的排放量显著减少约10~50%。
所述待处理旱地农田土壤为种植玉米、大豆、小麦和/或高粱等的中国北方黑土、潮土或棕壤土。
所述有机肥于深秋土壤温度为0~10℃时施入农田土壤；所述有机肥为养牛场新鲜牛粪或其它动物粪便或经腐熟的动物粪便。
所述有机肥的施入方式是人工或机械均匀施入，可翻耕或不翻耕的施入垄沟和垄侧表面。
所述氮素肥料为尿素、磷酸氢二铵、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸氨、氨水、硝酸钠、硝酸钾、硝酸钙、硝酸铵及长效氮肥，施入量比常规氮素肥料施入量低10~50%并以分基肥和追肥的方式施入农田。所述氮素肥料施入量为80~520Kg N/ha。
上述农田土壤N2O的排放量由静态箱-气相色谱法测定，箱内气体样品的采集时间为静态箱封闭后1小时内，每间隔2-15分钟采集一次。
本发明所述的一种旱地农田土壤的N2O减排方法，具体操作方式为深秋季节（在土壤温度低于10度以后）在待处理旱地农田土壤上施入2~18 m3/ha的有机肥，减少次年氮素肥料的施入量（比常规氮素肥料施入量低10~50%），进而使土壤N2O的排放量显著减少约10~50%。
本发明的有益效果是：
1.本发明提出了一种可以保证作物产量，同时显著减少北方旱地农田土壤N2O排放量的新技术。
2.采用本发明方法减少了农田氮素肥料的施入量，提高了氮肥利用效率，大幅减少由于施氮肥引起的农田N2O排放。
3.本发明通过秋天施加有机肥与次年减量施氮素肥料相结合，对农作物产量没有明显影响。
具体实施方式
本发明秋天施有机肥与次年减量施入氮素肥料相结合，有机肥为养牛场新鲜牛粪或其它厩肥。有机肥的施入时间是深秋，即土壤温度为0~10℃。有机肥施入方式是人工或机械均匀施入，有机肥的施入量为2~18m3/ha。氮素肥料为尿素和磷酸氢二铵等氮素肥料，在北方地区施入量为80~520Kg N/ha，分底肥和追肥，分别于4月中旬-五月上旬，6月底和/或7月底施入农田。
采用静态箱-气相色谱法测定农田土壤N2O的排放量，箱内气体样品的采集时间为静态箱封闭后1小时内，每间隔2-15分钟采集一次；气体样品中的N2O浓度由带有电子捕获检测器的气相色谱仪测定。每一次气体样品的采集时间为上午9~10点之间，施入氮素肥料后10天内需要每天采集气体样品，降水后5天内需要每天采集气体样品，其它玉米生长时期每3-5天采集一次气体样品，其余时期每7~15天采集一次气体样品。
实施例1
本实施例的试验在黑土上进行，种植作物为玉米。试验分为处理组和对照组。在处理组中，有机肥的施入量为18m3/ha，深秋时一次性均匀施入农田垄沟和垄侧。次年氮素肥料的施入量分别为基肥70Kg N/ha，6月底追肥40Kg N/ha，7月底追肥110Kg N/ha（化肥氮施入量合计220Kg N/ha）。对照组不施有机肥，尿素的施加量分别为基肥90Kg N/ha，6月底追肥50KgN/ha，7月底追肥140Kg N/ha（化肥氮施入量合计280Kg N/ha）。
用于气体样品采集的静态箱的尺寸为580×280×200mm。将有机肥和/或氮素肥料不同配比结合施入农田的处理各设置4个随机分布的田间试验小区，每个小区面积144m2，一个小区放置一个静态箱，用来监测农田土壤的N2O排放量。箱内气体样品的采集时间为静态箱封闭后1小时内，每间隔10分钟采集一次。经过田间连续观测，2010年5月9日到2011年1月3日期间，处理组观测期间的N2O累积排放量是341.8±9.4mg N2O-N m-2，对照组观测期间的N2O累积排放量是430.6±7.8mg N2O-N m-2的，处理组比对照组的土壤N2O排放量减少25.9%，玉米产量没有显著区别。
实施例2
本实施例的试验在黑土上进行，种植作物为玉米。试验分为处理组和对照组。在处理组中，有机肥的施入量为15m3/ha，深秋时一次性均匀施入农田垄沟和垄侧。次年氮素肥料（尿素）的施入量分别为基肥72Kg N/ha，6月底追肥45Kg N/ha，7月底追肥113Kg N/ha（施化肥氮量合计230KgN/ha）。对照组不施有机肥，氮素肥料的施加量分别为基肥87Kg N/ha，6月底追肥54Kg N/ha，7月底追肥135Kg N/ha（施化肥氮量合计276KgN/ha）。
用于气体样品采集的静态箱的尺寸为580×280×200mm。将有机肥和/或氮素肥料不同配比结合施入农田的处理各设置4个随机分布的田间试验小区，每个小区面积144m2，一个小区放置一个静态箱，用来监测农田土壤的N2O排放量。箱内气体样品的采集时间为静态箱封闭后1小时内，每间隔10分钟采集一次。经过田间连续观测，2011年1月21日到2011年11月23日，处理组观测期间的N2O累积排放量是297.8±8.1mg N2O-N m-2，对照组观测期间的N2O累积排放量是354.7±9.2mg N2O-N m-2的，处理组比对照组的土壤N2O排放量减少19.1%，玉米产量增加1.2%。
Claims (6)
1.一种旱地农田土壤的N2O减排方法，其特征在于：深秋季节在待处理旱地农田土壤上施入2～18m3/ha的有机肥，次年减少作物生长季的氮素肥料施入量，所述氮素肥料施入量比常规氮素肥料施入量低10～50%，为80～520Kg N/ha，以分基肥和追肥的方式施入农田，从而使土壤N2O的排放量获得显著减少；
所述有机肥为养牛场新鲜牛粪或其它动物粪便或经腐熟的动物粪便。
2.按权利要求1所述的旱地农田土壤的N2O减排方法，其特征在于：所述待处理旱地农田土壤为种植玉米、大豆、小麦和/或高粱的中国北方黑土、潮土或棕壤土。
3.按权利要求1所述的旱地农田土壤的N2O减排方法，其特征在于：所述有机肥于深秋土壤温度为0～10℃时施入农田土壤。
4.按权利要求1或3所述的旱地农田土壤的N2O减排方法，其特征在于：所述有机肥的施入方式是人工或机械均匀施入，可翻耕或不翻耕的施入垄沟和垄侧表面。
5.按权利要求1所述的旱地农田土壤的N2O减排方法，其特征在于：所述氮素肥料为尿素、磷酸氢二铵、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸氨、氨水、硝酸钠、硝酸钾、硝酸钙、硝酸铵及长效氮肥。
6.按权利要求1所述的旱地农田土壤的N2O减排方法，其特征在于：上述农田土壤N2O的排放量由静态箱-气相色谱法测定，箱内气体样品的采集时间为静态箱封闭后1小时内，每间隔2-15分钟采集一次。
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