缓释氮肥施用对设施菜地气N2O体排放的影响研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

研究意义：

在全球气候变化日益加剧、人口增加的大环境下，保障我国粮食安全的根本出路就在于提高作物持续稳定高产的能力,这就要求我们不断的提高农田的综合生产能力。施肥是农业生产中增加作物产量和提高产品质量的一项必要而有效的措施,如何提高氮肥利用率，减少农业输入，实现低碳减排的农业生产机制成为当前的研究热点。

本研究针对目前中国菜地土壤-植物体系n₂o排放量估算的较大不确定性和缓释肥和抑制剂对菜地n₂o的减排效果的不明性，通过持续原位观测南京地区设施菜地控释肥和抑制剂处理下菜地土壤-植物体系n₂o排放时间变化规律及其气候田间、土壤性质、农田管理措施等，为建立农田土壤一植物体系n₂o排放模拟模式提供一套完整的第一手观测数据及相应的田间实测数据集,从而为环境的可持续发展提供科学依据，同时对估算菜地土壤在国家温室气体清单中的贡献和环境友好农业管理技术具有重要的实际意义。

2. 研究的基本内容和问题

目标：

本研究针对目前中国菜地土壤-植物体系n₂o排放量估算的较大不确定性和缓释肥和抑制剂对菜地n₂o的减排效果的不明性，通过持续原位观测南京地区设施菜地控释肥和抑制剂处理下菜地土壤-植物体系n₂o排放时间变化规律及其气候田间、土壤性质、农田管理措施等，为建立农田土壤一植物体系n₂o排放模拟模式提供一套完整的第一手观测数据及相应的田间实测数据集,从而为环境的可持续发展提供科学依据。

内容：

3. 研究的方法与方案

研究方法：

采用静态暗箱法进行气体样品采集。在蔬菜种植前将采样底座插入土层，采样时向底座凹槽注水以密封土壤与采样箱的连接，然后扣上采样箱，并及时用气袋分别于密封后0、5、10、20 min采集稻田系统的气体样品四个，编号A、B、C、D，同时记录箱体内温度。采好的样品带回实验室用安捷伦气相色谱仪(Agilent 7890A ，Agilent Technologies，USA)进行测定。

土壤理化性质参照中国土壤学会出版的《土壤农业化学分析方法》（鲁如坤，2000）测定。土壤全氮采用半微量开氏法；土壤铵态氮为靛酚蓝比色法；采用紫外分光光度法测定土壤中硝态氮含量；重铬酸钾容量法测土壤有机质；土壤质地采用比重计法；土壤pH值用电位法（水土比2.5：1）测定。

技术路线：

实验方案：

1缓释肥对设施菜地N₂O排放的影响

实验地点为江苏省南京市江宁区锁石生态园，该地为多年设施菜地长期试验点，设置处理为脲甲醛(UF)、常规复合肥(CF)、空白(CK)处理，每个处理设置4个重复，小区面积为2m2m，其他管理措施根据当地农事进行。基肥以撒施方式于蔬菜种植（移栽）前施入土壤中，追肥溶于水后，浇湿于土壤中。氮肥施入量为300kg N ha^-1，空白处理不施肥。蔬菜生长季每周采样两次，施肥后加密采样，每周3-4次，闲耕期每周一次。试验开始前，取设施菜地的土样进行土壤基本理化性质的测定，包括土壤的容重、土壤全氮、土壤的铵态氮、土壤硝态氮、土壤有机碳、土壤质地以及土壤pH值。同时，测定期每10-15天取0-15cm耕层土壤样品分析土壤中铵态氮和硝态氮的浓度以及土壤pH。

2抑制剂对设施菜地N₂O排放的影响

实验地点为江苏省南京市江宁区锁石生态园，该地为多年设施菜地长期试验点，设置处理为硝化抑制剂双氰胺DCD（NI）、脲酶抑制剂氢醌HQ(NI),常规复合肥(CF)、空白(CK)处理，每个处理设置4个重复，小区面积为2m2m，其他管理措施根据当地农事进行。基肥以撒施方式于蔬菜种植（移栽）前施入土壤中，追肥溶于水后，浇湿于土壤中。氮肥施入量为300kg N ha^-1，空白处理不施肥。蔬菜生长季每周采样两次，施肥后加密采样，每周3-4次，闲耕期每周一次。试验开始前，取设施菜地的土样进行土壤基本理化性质的测定，包括土壤的容重、土壤全氮、土壤的铵态氮、土壤硝态氮、土壤有机碳、土壤质地以及土壤pH值。同时，测定期每10-15天取0-15cm耕层土壤样品分析土壤中铵态氮和硝态氮的浓度以及土壤pH。

3不同农业生产方式对设施菜地温室气体排放的影响

通过收集和整理已有的文献资料，中文资料来自于中国期刊网全文数据库，英文文献数据来自于科学引文索引(SCI)数据库。建立菜地N₂O排放数据库，采用数理统计的方法，对数据进行分析，探究不同农业生产方式下菜地N₂O的排放规律及其减排效应。

可行性分析：

（1）实验地点在江苏省南京市江宁区锁石生态园，该地为多年设施菜地长期试验点。

（2）本实验室长期从事农业温室气体排放相关研究，依托于江苏省低碳农业与温室气体减排重点实验室，相关实验条件与设备比较成熟，且具有满足本试验研究中N₂O气体测定及土壤指标测定的仪器，如气相色谱仪（Agilent 7890A）等。

（3）通过持续原位观测南京地区设施菜地控释肥和抑制剂处理下菜地土壤-植物体系N₂O排放时间变化规律及其气候田间、土壤性质、农田管理措施等，为建立农田土壤一植物体系N₂O排放模拟模式提供一套完整的第一手观测数据及相应的田间实测数据集,从而为环境的可持续发展提供科学依据。

4. 研究创新点

创新之处：

本实验采用静态暗箱法进行气体样品采集，通过持续原位观测南京地区设施菜地控释肥和抑制剂处理下菜地土壤-植物体系N₂O排放时间变化规律及其气候田间、土壤性质、农田管理措施等，较好的规避了菜地土壤-植物体系N₂O排放量估算的较大不确定性和缓释肥和抑制剂对菜地N₂O的减排效果的不明性，为建立农田土壤一植物体系N₂O排放模拟模式提供一套完整的第一手观测数据及相应的田间实测数据集。

5. 研究计划与进展

研究计划：

2014年5月～2014年7月：做好设施菜地田间取样，并对取回的气体样品及时测定；

2014年8月～2015月2月：完成室内指标测定，对数据进行处理，完成菜地n₂o数据库的建立；