华北玉米农田大气/植被界面氨气和铵盐动态变化研究

为系统研究大气/植被界面还原性氮(氨气和铵盐,NHx)的动态变化,选择华北典型玉米农田生态系统,于2016年8月和9月开展了2次综合观测实验,同步采集并测量了植被冠层大气中氨气和铵盐浓度(气溶胶和降水)、玉米叶片和土壤中铵盐含量.结果表明:实验期间(玉米抽穗期和花粒期),植被冠层氨气和铵盐浓度的平均值分别为30.6±6.8μg·m-3和5.9±3.3μg·m-3,变化范围分别为21.1～37.6μg·m-3和2.1～8.0μg·m-3;降水过程造成植被冠层的气溶胶铵盐浓度下降了75％,这一比例(被降水湿清除的效率)显著高于氨气.玉米叶片中铵盐含量从植株顶端到底部呈现下降趋势,变化范围为0.17～0.25 mg·g-1(抽穗期)和0.74～1.20 mg·g-1(花粒期),且呈现随温度升高而升高的日变化特征.抽穗期植株氨气补偿点为1.9±1.4μg·m-3,远低于大气氨气浓度31.4±4.8μg·m-3;花粒期植株氨气补偿点52.0±30.7μg·m-3,高于大气氨气浓度29.3±11.7μg·m-3.8月10—13日玉米抽穗期,大气活性氮通过降水、气体和气溶胶3种途径输入到农田的总量约25 mg N·m-2·d-1,是农田土壤和作物可利用氮的重要来源.农田氮管理中需要充分考虑植被与冠层大气氨的交换过程.