摘 要

氮肥是农业生产中不可或缺的肥料，其中含有的氮元素是植物生长过程中的必要元素，为了农作物的产量增加，氮肥被多用滥用，因为土壤中的硝化，反硝化等作用，N₂O的排放大量增加导致臭氧层的破坏，影响了人类的健康，施用脲酶/硝化抑制剂能够减少N₂O的排放。本课题对脲酶/硝化抑制剂施用对黄河故道带沙壤N₂O排放的影响做研究，以江苏省盐城市滨海县界牌镇作为研究地，以黄河故道带沙壤作为研究对象，采用野外原位测定和室内分析相结合的方法得出以下结论：

（1）在玉米季，施用硝化抑制剂DCD、DMPP和CP降低了江苏滨海潮土21.1-82.3%的N₂O排放，其中以DMPP效果最优，DCD次之，CP最差，相反，施用HQ对N₂O排放无明显影响；

（2）施肥处理N₂O累积排放量与NH₄ -N浓度呈显著负相关，却与NO₃^--N呈显著正相关，表明玉米季较高土壤水分条件下，土壤反硝化过程时N₂O产生的主要途径，硝化抑制剂主要通过抑制硝化作用，降低反硝化过程底物NO₃^-供应，减少N₂O排放。

关键词：脲酶/硝化抑制剂，野外原位测定，硝化作用

The effect of urease/nitrification inhibitor on N₂O emission in the sediment of the Yellow River.

Abstract

Nitrogen fertilizer is an indispensable fertilizer in agricultural production, which contain nitrogen is the necessary element in the process of plant growth, in order to increase crop yield, nitrogen is multi-purpose abuse, because the soil nitrification, denitrification and so on, of N2O emissions lead to the destruction of the ozone layer, affect the human health, and application of urease/nitrification inhibitors to reduce N2O emissions. This topic of urease communist-held zone of the Yellow River sand/nitrification inhibitor application to do research on the influence of soil N2O emission, in yancheng city in jiangsu province binhai JiePai town as a research, in the Yellow River communist-held with sand soil as the research object, by adopting the combination of field measurement in situ and laboratory analysis method to the following conclusion:

(1) in the maize season, applying nitrification inhibitors DCD, DMPP and CP reduced 21.1 82.3% of jiangsu coastal tidal soil N2O emissions, among them with optimal DMPP effect, DCD, CP, in contrast, the worst use of HQ had no obvious effect on N2O emissions;

(2) fertilizer processing accumulated N2O emission and NH4 -n concentration, has negative correlation with NO3 -- N was significantly positively related, showed that corn season high soil moisture conditions, soil N2O in denitrification process of the main way, nitrification inhibitors mainly by inhibiting nitrification, reduce the denitrification process substrate NO3 - supply, reduce N2O emissions.

Keywords: urease/nitrification inhibitor, field in situ measurement, nitrification.

目 录

第一章 文献综述 1

1.1研究的目的和意义 1

1.2脲酶/硝化抑制剂在国内外的研究发展 2

1.3特色与创新 4

第二章 材料与方法 5

2.1 研究区域概况 5

2. 2 N₂O排放通量测定 7

2.3 土壤无机氮和DOC等测定 8

2.4 辅助指标测定 8

2.5 玉米产量和单位产量 9

2.6 数据分析 9

第三章 结果与分析 10

3.1 环境因子 10

3.2 土壤NH₄ -N和NO₃^--N变化特征 10

3.3 土壤DOC变化特征 12

3.4 N₂O排放通量 12

3.5 累积排放量和肥料氮素N₂O排放系数 13

3.6 玉米产量和单位产量排放系数 15

第四章 讨论与结论 17

4.1 脲酶抑制剂对潮土N₂O排放的影响 17

4.2 硝化抑制剂对潮土N₂O排放的影响 17

4.3 全文结论 18

致 谢 19

参考文献 20

1. 文献综述

1.1研究目的及意义

氧化亚氮 ( N₂O) 被《联合国气候变化框架公约》列为仅次于二氧化碳( CO₂ ) 和甲烷( CH₄ ) 的管制温室气体，其全球增温潜势 ( GWP ) 是 CO₂ 的 298 ～ 310倍。同时， N₂O可以参与大气中的一些光化学反应，破坏臭氧层，导致到达地面的紫外线增加，影响人类健康^[1]。N₂O的排放源有自然源和人为源，而人类赖以生存的农业则是人为排放源中的重要贡献者，全球尺度上农业源占全部人为源N₂O排放的66%，在中国，该比例远远超过平均水平，高达75%。农田土壤中N₂O排放的主要生物学过程包括硝化细菌的硝化作用，硝化细菌的反硝化作用，反硝化细菌的反硝化作用，以及耦合硝化-反硝化作用^[2]，究竟哪个过程处于主导，需要综合考虑当地的气候、土壤状况等。而影响农田土壤 N₂O排放的主要因素包括土壤温度、土壤水分、土壤 pH、土壤质地及施肥与耕作等。

氮肥的使用量过多及氮肥利用率低下是中国农田大量产生并排放N₂O的主要原因。在中国，氮肥利用率仅为 30% ～ 40% ，远低于发达国家。其中尿素作为农业生产中最大宗施用的氮肥品种，在脲酶催化作用下可迅速转化为 NH₄ ，石灰性土壤下4d完全水解。据鲍俊丹等^[3]研究报道，一般农田土壤具有较强的硝化势，尿素水解为 NH₄ 后易发生强硝化反应，使土壤中氮以硝态氮为主，增加了N₂O通过反硝化途径损失的几率^[4]，使得N₂O的排放大大增加。