一种洒施双氰铵提升青藏高原高寒草地生产功能的方法技术

本发明专利技术提供一种洒施双氰铵提升青藏高原高寒草地生产功能的方法，基于生长季初期，施用3.4kg ha

A Method of Spraying Dicyanamide to Improve the Production Function of Alpine Grassland in Qinghai-Tibet Plateau

【技术实现步骤摘要】
一种洒施双氰铵提升青藏高原高寒草地生产功能的方法
本专利技术属于温室气体减排
，具体是一种洒施双氰铵提升青藏高原高寒草地生产功能的方法。
技术介绍
青海省草地总面积为6.31亿亩。其中，天然草地面积6.10亿亩，天然草地可利用面积5.80亿亩，占全省土地总面积的55.79％。受长期超载放牧和气候变化影响，高寒草地正在发生大面积退化，中度和重度退化草地面积超过1/3。合理有效地恢复退化天然草地，将草原生态恢复与草地生产力提升相紧密结合，在环境保护、生态保育的前提下，大力推动环境友好、高产高效、可持续发展的畜牧业，是目前草业发展最为紧迫的任务之一。自工业革命之后，人类活动引起的温室气体浓度不断增加，2018年世界气象组织发布《温室气体公报》指出，近年来N2O浓度不断攀升，目前大气N2O浓度达到329.9ppb，是工业化前水平的122％，不断加剧温室效应。同时N2O还会与平流层的臭氧发生光化学反应，导致臭氧层变薄、抵挡紫外线能力减弱，直接威胁人类健康。此外，N2O寿命较长，通常以百年计算，单分子增温趋势是CO2的310倍，因此对全球变化具有潜在的深远影响。陆地土壤是N2O主要排放源，约占其排放总量的65-70％，高寒草甸是青藏高原主体类型之一，因其面积巨大，高寒草地N2O排放特征受到广泛关注，初步估算青藏高原高寒草地N2O年排放量为0.3Tg。2018年全球平均温度比工业化前提高0.98℃，是历史第4温暖年份，为遏制全球变暖，世界各国需遵守《巴黎协定》相比于工业革命前，将本世纪全球平均气温上升幅度控制在2℃，并努力限制在1.5℃。硝化抑制剂可通过选择性抑制土壤硝化菌群数量及活性，有效延缓土壤铵态氮向硝态氮的转化，降低土壤N2O排放，提高土壤氮素供给水平。广泛应用的硝化抑制剂主要为双氰胺(DCD)，具有弱挥发性、降解完全性、成本低等优点
技术实现思路
本专利技术目的在于研制一种提高青海省高寒矮嵩草草甸地上生物量和降低高寒草甸氧化亚氮排放速率的方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种洒施双氰铵提升青藏高原高寒草地生产功能的方法，生长季初级即5月上旬，将粉状硝化抑制剂DCD以3.4kgha-1浓度溶于河水，通过小型喷雾器均匀洒施于高寒矮嵩草草甸，降低氨氧化微生物活性，在生长季实现草地土壤铵态氮含量保持较高含量，有利于牧草吸收利用，此外硝化作用受到抑制，土壤硝态氮含量降低，减少氮素淋溶损失，二者共同发挥作用，提升高寒草地生产功能。所述草地为高寒矮嵩草草甸，土壤类型为草毡寒冻雏形土，土壤有机质含量较高，氮磷全量养分丰富但速效养分匮乏。N2O排放主要来源于土壤硝化作用和反硝化作用。施用DCD抑制高寒草地土壤硝化作用，降低土壤硝态氮含量，限制了土壤反硝化作用底物硝态氮的浓度，降低高寒草甸土壤反硝化作用强度，减少高寒草地生态系统N2O排放量。所述待处理高寒草甸土壤为天然矮嵩草草甸，优势种主要为矮嵩草(Kobresiahumilis)、羊茅(Festucarubra)、垂穗披碱草(Elymusnutans)、线叶龙胆(Gentianafarreri)、早熟禾(Poaannua)、麻花艽(Gentianastraminea)、雪白萎陵菜(Potentillanivea)、美丽风毛菊(Saussureasuperba)、小嵩草(Kobresiapygmaea)。土壤类型为草毡寒冻雏形土，碳氮磷全量养分丰度，而速效养分含量较低，生长季雨热同期，多年平均降水量约为560mm，其中生长季(5月初至9月底)降水量占年降水总量的80％左右。年平均气温约为-1.7℃，休眠季寒冷且漫长。所述DCD材料，生产商为上海贤鼎生物科技有限公司。分析纯，分子式为C2H4N4，分子量约为84.08。所述DCD施用方法是通过电子天平准确称量DCD材料，溶于适量河水，通过小型喷雾器，人工均匀洒施于样地，无需翻耕土地。高寒草甸地上生物量测定采用标准样方收获法(50cm×50cm)。草地土壤N2O排放速率通过密闭箱-气相色谱法测定。气体样品采集方式为，密闭箱封闭后半小时，密闭箱尺寸为(50cm×50cm×50cm)每间隔10分钟采集一次，合计4次。样品带回实验室48小时内，完成样品测试分析工作。植物样品通过烘箱，设置65℃条件，烘至恒重后称重，重复3次。监测时间为8月中下旬，此时期地上净初级生产力达到峰值。生长季选择晴天上午9点～11点，用带有三通阀的100ml注射器抽气，立即带回实验室分析，每月测定4次。N2O气体测定采用气相色谱法(HP4890D，Agilent)，内装电子捕获检测器(ECD)。柱箱和检测器温度分别为70℃和300℃；标气浓度为355nLL-1，最小因子检测限为5nLL-1。计算生长季节高寒草甸生态系统N2O平均排放速率。草地土壤铵态氮，易被带负电的黏土和有机物功能团所吸附，一定程度上限制了铵态氮流失，但是被硝化菌转化为硝态氮后，因其带负电，不能被土壤所吸附，容易发生氮素流失，这也是土壤氮素利用率降低和地下水污染的重要原因。同时，当土壤硝化作用被抑制时，可以引起土壤N2O排放量显著降低、缓解土壤酸化、全球增温等环境问题。在青海省高寒草甸地区，DCD显著提高草地地上生物量27.2％，显著降低高寒草地N2O排放速率36.4％。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术提出了一种提高青海地区高寒草地生物量，同时显著降低草地土壤N2O排放速率的新技术方法。2.DCD提高高寒草地土壤铵态氮含量，有利于禾本科和莎草科优良牧草吸收利用，降低土壤硝态氮含量，减少氮素淋溶损失，提高高寒草地氮素利用效率。3.DCD材料对环境友好，具有降解完全性、成本低等特征，该技术方法具备较高性价比，为缓解青海牧区草畜矛盾提供技术支撑。具体实施方式本专利技术在生长季初期，通过洒施3.4kgha-1DCD，抑制高寒草甸硝化作用强度，提高草地土壤铵态氮含量，降低土壤硝态氮含量和反硝化作用强度，天然草地生长季无需其它管理措施。草地为冬季牧场，生长季围栏封育，休眠季中等强度放牧利用。采用标准样方收获法测定高寒草地净初级生产力；采用密闭箱气相色谱法测定高寒草甸生态系统N2O排放速率。选择生长季晴天上午，密闭箱封闭后半小时，每间隔10分钟采集一次，用带有三通阀注射器采集气体样品，带回实验室分析，每月测定4次。实施例1本实施例的试验样地在青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站，矮嵩草综合观测场(37°32’N,101°15’E，3280m)进行。试验分为处理组和对照组，在处理组，施入3.4kgha-1DCD样品，对照组喷施同量的河水，以消除因增加水分输入，对草地生物量和N2O排放速率的影响。用于测定草地生物量的样方为50cm×50cm，标准样方收获法，设置65℃条件，烘至恒重后称重，计算草地地上部分净初级生产力。测定时间为8月25日上午。高寒草地土壤N2O排放速率，基于密闭箱-气相色谱法测定。密闭箱(50cm×50cm×50cm)封闭半小时内，每间隔10分钟采集一次，合计4次。样品带回实验室尽快完成样品测试分析工作。气体样品采集时期为2018年5月3日至9月26日，共计测量20次。高寒草地对照组生物量为421.4±23.6gm-2处理组高寒草地地上生物量为536.1±16.9gm-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种洒施双氰铵提升青藏高原高寒草地生产功能的方法，其特征在于：生长季初级，将粉状硝化抑制剂DCD以3.4kg ha

【技术特征摘要】
1.一种洒施双氰铵提升青藏高原高寒草地生产功能的方法，其特征在于：生长季初级，将粉状硝化抑制剂DCD以3.4kgha-1浓度溶于河水，通过喷雾器均匀洒施于草甸上。2.根据权利要求1所述的一种洒施双氰铵提升青...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜岩功，郭小伟，舒锴，辛莹，钱大文，柯浔，曹广民，周华坤，
申请(专利权)人：中国科学院西北高原生物研究所，
类型：发明
国别省市：青海,63