稻田是氨氣（NH₃）、氧化亞氮（N₂O）和甲烷（CH₄）的重要排放源,NH₃會促進大氣霾污染的形成,CH₄和N₂O是重要的溫室氣體。相比于化肥,有機肥不僅能滿足作物養(yǎng)分需求,還能改良土壤、增加土壤保水保肥能力,但稻田施用有機肥對生態(tài)環(huán)境的影響尤其是對稻田NH₃揮發(fā)和N₂O、CH₄排放的影響還不完全清楚。本論文以珠三角典型雙季稻田為研究對象,設置6個等氮量施肥處理,包括條垛有機肥（SOF）、新鮮有機肥（FOF）、促腐有機肥（COF）、促腐有機無機肥（COIF）、化肥（CF）和無肥（CK）處理,研究施用有機肥對稻田NH₃揮發(fā)和N₂O、CH₄排放的影響。主要研究結果如下:稻田NH₃揮發(fā)主要集中在施肥后兩個星期內(nèi),NH₃揮發(fā)高峰出現(xiàn)在施肥后三天內(nèi);相比于不施肥對照,施用有機肥和化肥均增加稻田... 

【文章來源】：南京信息工程大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

NH3和PM2.5的關系[31]

第一章緒論7溶膠顆粒物的形成，會促進大氣霾污染的形成。N2O產(chǎn)生的二次污染物通過干濕沉降進入土壤和水體，會引起土壤酸化和水體富營養(yǎng)化[52]。1.3.2稻田N2O排放和影響因素由于人類工業(yè)化進程加快，大氣中N2O濃度已從工業(yè)革命早期的270nmolmol-1增長到21世紀初的316nmolmol-1，且以每年約0.3%的年增長率持續(xù)增長[53]。大氣中的N2O主要來自土壤生態(tài)系統(tǒng)，大氣每年增加的N2O有70%~90%來自土壤。農(nóng)田土壤生態(tài)系統(tǒng)N2O排放量占土壤N2O排放總量的20%~40%，全世界因農(nóng)田氮肥施用而排放的N2O達3~5Tg/a，中國約占其中五分之一。中國稻田N2O排放量約占農(nóng)田N2O排放總量的10%，約0.06~0.1Tg/a[54-56]。稻田N2O排放主要來源于水稻土中的微生物，礦質(zhì)氮（NH3、NH4+、NO3-、NO2-）經(jīng)過土壤微生物的硝化作用、反硝化作用以及硝酸鹽異化還原成銨作用（DNRA）可產(chǎn)生N2O[57]。稻田N2O主要由土壤硝化作用和反硝化作用產(chǎn)生，反硝化作用在嚴格厭氧條件下可將產(chǎn)生的N2O進一步還原為N2，導致稻田N2O排放量降低。硝化細菌是好氧細菌，反硝化細菌是厭氧或兼性細菌，故在土壤通氣條件好、O2含量高的情況下，土壤硝化細菌活躍程度高，硝化反應強烈，N2O排放量增加。這可以解釋稻田N2O排放主要集中在烤田期。影響稻田N2O排放的因素有很多，包括肥料種類和用量、灌溉方式、氣象要素、土壤理化性質(zhì)等。圖1-2水稻田的氮素循環(huán)過程[58]Fig.1-2Nitrogencyclinginricepaddysoils

南京信息工程大學碩士學位論文10烷氧化菌分為Ⅰ型和Ⅱ型甲烷氧化菌兩大類，包括甲基球菌屬（Methylococcus）、甲基暖菌屬（Methylocaldum）、甲基單胞菌屬（Methylomonas）、甲基孢囊菌屬（Methylocystis）和甲基彎曲菌屬（Methylosinus）等。甲烷氧化菌氧化土壤CH4的機理可簡單表述為在甲烷氧化菌產(chǎn)生的單加氧酶等一系列酶的作用下，CH4先被氧化為CH3OH，再被進一步氧化為CH3CHO，CH3CHO可用于合成生物有機質(zhì)或繼續(xù)氧化產(chǎn)生CO2[73]。圖1-3稻田CH4排放示意圖[62]Fig.1-3Sketchmapofmethaneemissionsfromricefields影響稻田CH4排放的因素有很多，包括肥料、水分、土壤溫濕度、pH、Eh、土壤理化性質(zhì)和氣象因素等。過量施用化肥是我國稻田的主要施肥模式，國內(nèi)外關于化肥對稻田CH4排放的研究結果差異較大[17]。一方面，化肥的施用促進了水稻的生長，水稻根系分泌物和水稻葉片殘體等土壤有機質(zhì)增加，土壤有機質(zhì)含量增加使得土壤產(chǎn)CH4前體增加，促進稻田CH4排放；化肥施用促進土壤產(chǎn)甲烷菌的生長活動，加速土壤有機質(zhì)的發(fā)酵產(chǎn)CH4過程，CH4排放增加；化肥促進水稻生長，使水稻根系更發(fā)達，分蘗數(shù)增多，莖葉繁茂，土壤CH4通過水稻植株吸收再排放至大氣的過程加強，稻田CH4排放增加；化肥的添加使得土壤C/N比降低，促進土壤有機質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化，CH4排放增加。另一方面，化肥促進水稻生長，水稻植株對土壤N、P等營養(yǎng)元素爭奪能力加強，限制土壤微生物對有機質(zhì)的分解利用，稻田CH4排放降低；化肥使水稻生長旺盛、根系發(fā)達，對土壤有機質(zhì)的固持作用加強，微生物利用有機質(zhì)效率降低，CH4排放降低；化肥促進水稻生長，能夠通過根莖葉運輸更多O2進入土壤，促進CH4氧化，稻田CH4排放降低；化肥

【參考文獻】：
期刊論文
[1]我國畜禽糞便污染現(xiàn)狀及處理與資源化利用分析[J]. 吳浩瑋,孫小淇,梁博文,陳家斌,周雪飛.  農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報. 2020(06)
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博士論文
[1]有機物料對稻田土壤硝化活性及N2O排放的影響[D]. 劉亥揚.浙江大學 2019

碩士論文
[1]秸稈炭化還田對稻田土壤氨揮發(fā)的影響及其機理研究[D]. 鐘婷.浙江大學 2017
[2]不同氮肥類型和耕作方式對稻田溫室氣體排放及土壤碳庫的影響[D]. 陳建.華中農(nóng)業(yè)大學 2016
[3]不同施氮量對稻田氨揮發(fā)的影響及氮肥投入生態(tài)閾值探究[D]. 唐良梁.南京農(nóng)業(yè)大學 2015
[4]太湖流域稻麥輪作氨排放特征研究[D]. 房效鳳.華東理工大學 2015
[5]有機肥配施化學氮肥對土壤中氮素轉(zhuǎn)化及雙季稻氮素利用率的影響[D]. 茹美.浙江大學 2015
[6]生物質(zhì)炭對稻田土壤氨氧化微生物的影響研究[D]. 潘逸凡.浙江大學 2014
[7]不同水稻品種對施氮水平的響應及減少氨排放效應研究[D]. 陳瑩.南京林業(yè)大學 2013
[8]有機肥對水稻根系生長和養(yǎng)分吸收及稻田溫室氣體排放的影響[D]. 馬義虎.揚州大學 2013
[9]不同碳源模式下水稻土中脫氫酶活性與微生物鐵還原的關系[D]. 賈蓉.西北農(nóng)林科技大學 2012
[10]施氮量及時期對稻田氮素揮發(fā)、淋失和水稻利用的影響[D]. 顧海燕.揚州大學 2012



本文編號：3590634