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氮肥施用氨挥发是大气中氨的重要来源之一。挥发到大气中的氨经过一系列反应,会导致包括酸沉降、水体富营养化等在内的一系列环境效应。准确估算氨挥发量及其时空分布强度对于研究大气氨的环境效应有重要意义。
建立准确有效的氨挥发测定方法,探究不同条件下氨挥发特征规律,是建立高精度氨排放清单模型进而准确估算氨挥发量及其时空分布强度重要前提。
本研究建立了风洞-气态污染物连续收集与在线分析装置联用的氨挥发在线测定系统,实现了从气体采样、气体收集到样品分析全方位二十四小时连续自动氨挥发在线监测。在珠江三角洲地区对菜地氨挥发进行了测定,并利用自动气象站同步测定土壤温度、土壤水分含量等环境条件数据,分析了氨挥发动态变化特征以及温度等因素对氨挥发的影响,并在此基础上,利用实验数据验证了NARSES模型计算公式的适用性,并提出了本地化修正建议。主要研究结果如下:
(1)氨挥发在线测定系统回收率平均为93%,工作性能稳定。
(2)施肥后氨挥发速率变化是一个快-慢-快的过程。氨挥发速率第一次峰值出现在施肥后3-6天。施用率越高,峰值出现的时间越早。氨挥发速率昼夜变化较为明显,白天较夜晚高。
(3)氨挥发量与施用率呈正相关,施用率越高,氨挥发量越大。但氨挥发率并不一定随着施用率的升高而升高。尿素施用率为96.9 Nkg·hm-2、193.8 Nkg·hm-2、50.22 N kg·hm-2、50.22 N kg·hm-2时,氨挥发挥发率分别为29.8%、24.7%、20.9%、23.4%。
(4)浇水行为对氨挥发速率影响并不明显,但氨挥发率与浇水总量相关。四次实验处理浇水总量为27mm、29mm、37mm、30mm时,对应的氨挥发率为29.8%、24.7%、20.9%、23.4%。浇水总量越大,氨挥发率越低。
(5)在分析的温度、施肥方式、浇水、施用率氨挥发影响因素中,温度变化趋势与氨挥发速率变化趋势较为吻合,温度对于氨挥发速率的影响作用最为明显。
(6)NARSES模型不能直接用于估算我国氨挥发量。NARSES模型建模思路具有合理性,建模原理得到众多研究成果的证实,具有借鉴价值。根据NARSES模型建模原理,对各消减因子公式进行本地化修正,能够建立适合我国情况的排放因子模型。