洱海流域有机肥全量替代化肥满足水稻氮素营养并减少土壤气态活性氮排放

【目的】洱海流域是云南重要的水资源和生态屏障,为治理和防止水体富营养化,近年来推广了全面禁用化肥、推广有机肥的措施。研究该流域代表性有机肥资源(绿肥、牛粪、猪粪和鸡粪)全量替代化肥对水稻氮素利用及稻田气态活性氮排放的影响,从减排增效角度探讨粪肥、绿肥全量替代化肥的环境可行性。【方法】于2021—2022年在云南省大理市开展了两年两季水稻田间试验。共设置6个处理:不施肥对照(CK),绿肥(GM)、牛粪(CD)、猪粪(PM)、鸡粪(CM)全量替代化肥和单施等氮量化肥(CF)处理。从施肥后第1天起,按照检测方法要求的频率,采用田间原位密闭室间歇抽气-酸碱滴定法监测稻田氨挥发,同时测定田面水中全氮和可溶性有机氮含量。每次施肥后采用田间原位静态暗箱-气象色谱法监测稻田N_(2)O排放。水稻收获后测产,并分析水稻植株和籽粒氮素吸收量。【结果】综合两年数据来看,CM、GM和PM处理水稻产量、地上部氮素累积量和氮肥回收利用率与CF处理无显著差异,说明绿肥、猪粪和鸡粪全量替代化肥均能保障水稻产量、地上部氮素累积量和氮肥回收利用率。与CF相比,2021和2022年3个有机肥全量替代化肥处理分别降低稻田NH_(3)挥发速率65.15%~85.61%和91.51%~96.25%,减少稻田NH_(3)累积挥发量89.81%~96.04%和97.19%~98.72%,降低NH_(3)挥发损失率89.81%~96.04%和97.15%~98.79%。有机肥全量替代化肥处理稻田N_(2)O累积排放量较CF处理减少了56.21%~72.39%(P<0.05)。【结论】绿肥、猪粪和鸡粪全量替代化肥能在保障水稻产量、地上部氮素累积量和氮肥回收利用率的同时,显著减少稻田NH_(3)挥发和N_(2)O排放,是减排增效的环保型施肥措施。

气态活性氮排放的环境影响研究进展

大气中过量的气态活性氮积累导致大气环境污染,对气候变化、人体和生态系统健康都产生了不利影响。综述了气态活性氮排放清单估算方法的研究现状。从气候变化和大气环境质量两个方面讨论了N_2O、NH_3和NO_x等气态活性氮的环境效应,并对未来气态活性氮的研究方向进行了展望。

我国人为源气态活性氮排放时空变动特征分析

随着粮食和能源需求的增加,农业生产和化石燃料燃烧带来的活性氮污染越来越成为影响我国环境和人民健康的重要因素之一.通过对2000、2005及2010年全国31个省(直辖市、自治区)的人为源气态活性氮排放总量、单位GDP及单位人均排放量的Moran's I指数和GetisOrd G*i指数进行空间分析,探讨了气态活性氮排放及其强度的时空变动特征.结果表明,全国的气态活性氮排放及其强度呈现明显的空间集聚特征.在空间分布特征上,全国活性氮排放表现为高值集聚分布,其热点主要位于华北平原和长江中下游平原地区;排放强度方面则为高值聚集和低值聚集兼备.通过对3个年份的冷热点比较分析发现,排放强度的冷点地区变化较小,热点地区变化较大.其中,单位GDP排放强度方面,冷点地区处于东南沿海地区,热点地区则由西北地区缩小到四川、甘肃两省;而单位人口排放强度方面,冷点地区范围有所缩减,热点地区则由分散转变为集中分布于京津冀及周边的山西、内蒙古和辽宁等.分析人为源气态活性氮时空分布格局和特征及其形成原因,可为评估和减缓气态活性氮排放对生态环境的影响提供科学基础.