不同有机物料和施N对滨海盐土N2O排放的影响文献综述

 2022-04-10 22:28:56

一、研究的目的及意义

盐土指可溶性盐分浓度过高,对植物生长发育产生危害和抑制作用的土壤。盐土的形成主要是由于地形与地下水位等因素造成的盐分累积。由于气候因素,导致土地蒸发量大于降雨量,土壤盐分随着毛细管水向地表移动,最终积累。滨海盐土的主要形成原因是海水浸渍。盐土的形成会造成土壤肥力的流失,也会由于ph、渗透压等的变化对农作物生长发育造成不良影响,最终导致农业生产下降。滨海盐碱土作为我国潜在可利用土壤类型之一,其改良利用的问题亟待解决,有机物料添加是一种有效的改良方式。经研究发现,对盐土施用有机物料和N肥可以改良盐土的理化性质,而不同有机物料对于盐碱土的改良效果各有不同。通过探究有机物料与N肥对盐碱地N2O排放和相关土壤理化性质的影响,有助于我国农业生产对盐碱地的改良,恢复土壤肥力,促进作物种植和生产。

滨海盐碱土是全球非常重要的土地资源,在碳氮循环以及调节气候等方面都起着重要作用。N素是植物必不可缺的元素,蛋白质平均含氮量占16%,且大多数酶是由蛋白质构成,参与植物的生命活动。土壤的硝态氮与铵态氮通常是植物能够吸收N的有效形式。盐碱土由于水分蒸发盐分积累,土壤的有效氮含量会大量流失,导致肥力下降。如何改良盐碱地,减少有效氮的流失,在农业生产上是非常有意义的。

二、国内外同类研究概况

盐土在我国分布十分广泛,几乎各个气候带都有分布。总面积约为3600 times;102 hm2 , 占全国可利用土地面积的4.88%。西北、华北、东北地区及沿海是我国盐渍土的主要集中分布地区。盐土是我国最重要的中低产力土壤,其生产水平与质量状况有非常密切的联系。在水土资源开发利用过程中,特别是在干旱、半干旱地区,土壤盐渍化一直是一个重要问题。盐渍化土壤的研究与科学问题和生产实践密切相关,受到了科学家和社会的广泛关注。

  1. 秸秆覆盖改良盐碱土的研究方法

根据盐碱土形成的特点,多是由于土壤水分蒸发量大于降水量,即过度蒸发导致盐分累积而形成。因此减少土壤水分蒸发,抑制盐分在土壤表面积聚,同时又能提高土温,便可起到改良盐碱土的效果;且覆盖的秸秆最终会因为土壤微生物的因素而腐烂或半腐烂进入土壤,提高土壤有机质含量,提高土壤肥力。经研究表明,秸秆覆盖对于砂壤、轻壤、中壤盐土的水分保持都有明显的效果,且覆盖越多,保水越好。随着农业现代化的发展,机械产业逐渐发达,为秸秆还田提供了良好的技术条件,因此被越来越多的采用,有关其研究和改良效果也逐渐登堂入室。秸秆还田通常采取两种方式:地表覆盖或粉碎后填埋。

在加拿大西部草原区实施的“残羹覆盖”技术,利用谷物残茬、秸秆等残留在地面的覆盖物作为一个保护层,提高土壤保熵保水的能力,同时又能使土壤养分增加。除此之外,给地表制造保护层的改良技术例如常见的地膜覆盖、水泥硬壳覆盖等均能对盐碱土进行一定的改良。共同的作用特点都是减少土壤的无效蒸发,从而抑制盐分累积,调节盐分在土壤中的分布比例。在我国山西高村的中度盐碱地,创新采用了沥青乳剂地表覆盖技术,对盐碱地进行改良,有效的提高了土壤温度,降低了土壤含盐量,提高了农作物产量。

  1. 生物炭对滨海盐碱地氮循环的影响

生物炭(BC)是生物质在限制氧气的条件下,低温热裂解得到的一种稳定的富C产物,常被用做土壤改良剂,可有效的改善土壤酸碱性。但近些年的研究发现,它不仅在调节土壤pH上有明显作用,同时又在生态系统的物质循环与能量流动中起着很重要的作用。

N素是植物生长发育过程中必不可少的元素,N是叶绿素最主要的成分,而叶绿素又在光合作用反应过程中转化光能,是光反应过程中不可或缺的因子。植物吸收N元素大多要以无机盐的形式,因此将有机氮转化为植物可吸收的无机氮是作物生产中的重要环节。在农业施肥环节常常会用有机铵态氮肥作为肥料提升土壤肥力,因为铵态氮肥的施用会给土壤带来丰富的铵态氮,给微生物的异养硝化作用提供丰富的底物,激发了硝化微生物的活性,加快有机氨矿化速度,给植物提供了铵态无机盐。将生物炭作为土壤改良剂添加进滨海盐碱地,其自身具有吸附游离NH4 、NH3和NO3-的性质,因此可以减少土地N素的流失。滨海盐碱地呈碱性,土壤板结较严重,透水透气较差,这对于厌氧的反硝化微生物生命活动是促进的。但由于盐碱地肥力极低,即含氮量很低,土壤反硝化底物又有所不足,而硝化作用增强会导致反硝化底物增加,促进土壤中的NO3N反硝化成N2O排放到大气,导致N素流失。生物炭具有的固氮作用降低了土壤中游离铵态氮的含量,抑制了微生物的硝化作用,导致氮矿化作用降低,也降低了土壤的反硝化作用,提升了土壤保N的效应,减少了N素的流失,增强土壤肥力。

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