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酸化及其治理措施对黑土氧化亚氮排放的影响

作　者: 韩作强
导　师: 王连峰
学　校: 大连交通大学
专　业: 环境科学
关键词: 氧化亚氮改良剂酸化黑土
分类号: X53
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 80次
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内容摘要

近年来黑土退化严重,酸化是其退化的主要形式。酸化改变了土壤生境,影响氧化亚氮(N2O)产生过程及排放量。采用培养实验方法研究了不同酸化强度及治理措施对农业部哈尔滨黑土生态环境重点野外科学观测试验站的黑土的氮素转化性质和N2O、CO2排放量的影响;田间试验研究了不同酸化治理措施下大豆产量的差异。不同土壤pH梯度下外加氮源处理对黑土N2O排放有着强烈的作用,土壤N2O的排放峰都出现在培育的初始阶段。在未加氮源和铵态氮处理中,土壤N2O的累积排放量随着土壤pH的升高而增加。酸性土壤中CO2的累积排放量比较低,说明酸性土壤很大程度上抑制了土壤微生物的活性。N2O、CO2的最大累积排放量分别出现在pH=8.55的硝态氮、铵态氮处理中;土壤pH=6.90时铵态氮处理表现出N2O最大累积排放量。说明反硝化作用在碱性土壤中较强烈,而硝化作用主要集中于弱酸性和中性土壤中;同时也表明铵态氮处理对微生物的活性有较大的刺激作用。土壤中的溶解态有机氮(SON)、硝态氮在不同土壤pH的各处理中基本上都呈净减少,尤其在未加氮源处理中呈现最大的净减少量,而硝态氮处理却使铵态氮有明显的净增加。说明土壤中异养微生物对于氮素转化起到决定性作用,使得土壤中亚硝态氮有一定量的积累。酸性土壤施加一定量的改良剂,土壤原始pH提高1.6-2.5个单位;外加氮源处理显著地增加了黑土N2O、CO2的排放且N2O、CO2具有一致的变化趋势;外加硝态氮处理对N2O排放的影响强于铵态氮处理,而铵态氮处理对CO2排放的影响却强于硝态氮处理。生石灰改良土壤硝态氮处理(pH=7.52)使N2O的累积排放量达到最大(1670μg N2O-N kg-1);草木灰改良土壤铵态氮处理(pH=6.11)使CO2的累积排放量达到最大(230 mg CO2-C kg-1)。田间试验对弱酸性土壤的改良效果并不明显,仅使土壤pH提高0.1-0.2个单位。施加草木灰有效地增加了大豆百粒重,而生石灰却使大豆区产量下降15.3%。说明施加过量生石灰导致土壤板结而使农作物对养分的吸收受到限制。因此,从经济效益、环境保护角度以及维持土壤肥力方面考虑,施加草木灰是一种较为有效的改良措施。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
绪论  9-11
第一章土壤酸化条件下氧化亚氮排放的研究  11-23
  1.1 土壤酸化成因及其环境效应  11-12
  1.2 N_2O 的排放及其环境效应  12
  1.3 土壤N_2O 的产生机理  12-20
    1.3.1 硝化作用  13-15
    1.3.2 反硝化作用  15-17
    1.3.3 硝态氮异化还原成铵作用  17-18
    1.3.4 化学反硝化  18
    1.3.5 其它产生氧化亚氮的过程  18-20
  1.4 酸化及酸性土壤对氮素转化和N_2O 排放的影响  20-21
  1.5 土壤酸性改良剂对土壤性状及N_2O 排放的影响  21-22
  本章小结  22-23
第二章土壤pH 对氧化亚氮排放的影响  23-38
  2.1 引言  23-24
  2.2 材料与方法  24-25
    2.2.1 试验设计  24-25
    2.2.2 测定方法及数据处理  25
  2.3 结果与分析  25-36
    2.3.1 不同pH 条件下土壤N_2O 排放量的差异  26-29
    2.3.2 不同pH 条件下土壤呼吸强度的差异  29-32
    2.3.3 不同pH 条件下土壤中NH_4~+-N、NO_3~--N、NO_2~--N 的变化  32-33
    2.3.4 不同pH 条件下土壤pH 的变化  33-34
    2.3.5 不同pH 条件下土壤溶解有机氮的变化  34-35
    2.3.6 不同pH 条件下土壤溶解态有机碳的变化  35-36
  本章小结  36-38
第三章土壤改良剂对氧化亚氮排放的影响  38-52
  3.1 引言  38-39
  3.2 材料与方法  39-40
    3.2.1 试验设计  39
    3.2.2 测定方法及数据处理  39-40
  3.3 结果分析  40-50
    3.3.1 不同改良措施对土壤N_2O 排放量的影响  40-43
    3.3.2 不同改良措施对土壤呼吸强度的影响  43-45
    3.3.3 不同改良措施对土壤NH_4~+-N、NO_3~--N、NO_2~--N 的影响  45-47
    3.3.4 不同改良措施下土壤pH 的变化  47-48
    3.3.5 不同改良措施下土壤溶解有机氮的变化  48-49
    3.3.6 不同改良措施下土壤溶解有机碳的变化  49-50
  本章小结  50-52
第四章田间改良措施对大豆产量的影响  52-57
  4.1 引言  52-53
  4.2 材料及实验方案  53-54
    4.2.1 克山土壤及试验方案  53
    4.2.2 嫩江土壤及试验方案  53-54
  4.3 结果与分析  54-56
    4.3.1 克山试验区  54-55
    4.3.2 嫩江试验区  55-56
  本章小结  56-57
结论  57-59
参考文献  59-66
攻读硕士学位期间发表的学术论文  66-67
致谢  67-68

酸化及其治理措施对黑土氧化亚氮排放的影响

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