水氮调控对葡萄园土壤温室气体排放及其增温潜势的影响

• 作者: 刘巧 吉艳芝 张丽娟 张杰 郭艳杰 韩建
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 葡萄园 水氮调控 温室气体 全球增温潜势
• 年，卷（期）: 2019,（8）
• 所属期刊栏目: 土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
• 页码范围: 1413-1424
• 页数: 12页
• 字数: 9188字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.08.011

摘要

[目的]探究不同水氮调控下鲜食葡萄园土壤N20、C02和CH43种温室气体的排放特征及其增温潜势,以期了解水氮调控对温室气体排放的贡献,旨在筛选出更为合理的水氮调控管理模式,从而为减缓葡萄园温室气体排放,促进葡萄产业可持续生产提供科学依据和技术参考.[方法]于201 7年4-12月,选择在河北省葡萄主产区一昌黎,以鲜食葡萄‘红地球’为供试葡萄品种,通过田间小区设置传统水氮、移动水肥、优化水氮和优化水氮+DMPP(3,4-二甲基吡唑磷酸盐,一种新型的硝化抑制剂)4个处理,采用密闭静态箱-气相色谱法对鲜食葡萄园土壤3种温室气体(N20、CO2和CH4)排放量进行监测,比较其综合增温潜势差异,并测定葡萄产量.[结果]N2O排放通量施肥后呈现单峰趋势,在施肥灌水后的1-2 d出现峰值.氮肥能显著提高土壤N20排放通量,与传统水氮相比,减氮控水处理能降低73.03％-88.19％的N2O平均排放通量,达到显著性差异(P＜0.05).等氮条件下配施DMPP能平均降低50.08％的N20排放通量;各处理CO2排放通量变化趋势一致,在施肥后2-3d达到排放高峰,在生长期内表现为季节变化规律.减氮控水处理能减少60.56％-62.13％的CO2排放,达到减排效果;CH4排放通量则无明显变化趋势,施肥后CH4排放通量时正时负,其中传统水氮CH4排放通量波动性较大,范围在-0.132-0.238 μg·m-2·h-1,减氮控水处理之间变化趋势平缓,无显著性差异(P＞0.05).在整个试验期间,各处理土壤N2o排放总量从高到低依次是传统水氮、优化水氮、移动水肥和优化水氮+DMPP,分别为3.90、2.83、2.76和2.65 kg·hm2,排放系数介于0.58％-0.67％.与传统水氮处理相比,减氮控水处理(移动水肥、优化水氮和优化水氮+DMPP)可使N20总排放累积量降低27.56％-32.09％;各处理土壤CO2和CH4的累积排放量,分别为传统水氮(3 816.05 kg·hm-、0.060 g·hm-2),移动水肥(3 387.33 kg·hm-2、-0.075 g·hm-2),优化水氮(3 410.95 kg·hm-2、-0.036 g·hm-2)和优化水氮+DMPP(3 412.06 kg·hm-2、-0.030 g·hm-2).减氮控水处理可分别使C02排放累积量降低10.59％-11.23％,CH4总排放累积量降低150.23％-224.38％.结合葡萄产量,减氮控水处理葡萄产量较传统水氮处理增加8.81％-19.35％,其中以优化+DMPP处理增幅最大,且比优化水氮和移动水肥处理也高出9.69％和2.25％.[结论]与传统水氮相比,优化水氮+DMPP处理土壤N20、CO2和CH4累积排放量分别降低了32.09％、10.59％和150.23％,总GWP降低了12.82％,实现了葡萄园温室气体减排,同时可使葡萄产量增加19.35％,达到了经济与环境双赢,综合评价为本研究中最佳水氮调控措施.