刈割对呼伦贝尔草甸草原生态系统呼吸和甲烷排放的影响

【目的】 草原刈割利用是我国最常用的草原利用方式,刈割强烈影响草原生态系统呼吸（Re）和甲烷（CH₄）的排放,但对草甸草原的影响大小及机制尚未定论。【方法】 文章利用静态箱-气相色谱连用,分析了刈割对呼伦贝尔羊草草甸草原Re和CH₄排放的影响。【结果】 （1）与对照相比,刈割处理组2021年和2022年的Re（P<0.01）和CH₄（P<0.05）通量显著降低,平均分别降低45.0%和1.2%;2021年刈割和对照处理的Re分别为（10.66±0.24）mg/（m²·h）和（6.05±0.16）mg/（m²·h）;2022年刈割和对照处理的Re分别为（11.52±0.38）mg/（m²·h）和（6.29±0.27）mg/（m²·h）;2021年刈割和对照处理的CH₄排放量为（0.43±0.01）mg/（m²·h）和（0.40±0.01）mg/（m²·h）;2022年刈割和对照处理的CH₄排放量为（0.43±0.01）mg/（m²·h）和（0.41±0.01）mg/（m²·h）。（2）刈割处理的土壤温度（P<0.05）和土壤湿度（P<0.01）显著增加。（3）函数拟合分析表明地上生物量与Re正相关,土壤湿度与CH₄通量正相关。【结论】 呼伦贝尔羊草草甸草原中,刈割处理会显著降低生态系统呼吸和CH₄通量,这对于了解和掌握刈割处理下羊草草甸草原温室气体排放特征及其影响机制,准确评估草原生态系统温室气体排放具有重要意义,为草原生态系统碳管理和可持续利用提供了重要依据。     

耕作方式对圩区冬小麦温室气体排放通量的影响

通过田间试验研究4种耕作方式（秸秆还田、保护性耕作、常规耕作和对照）对巢湖流域圩区农田生态系统冬小麦(Triticum aestivum)田CO₂、CH₄和N₂O排放的影响。采用静态箱-气相色谱法对不同耕作处理下的CO₂、CH₄和N₂O排放通量进行监测。结果表明：（1）不同耕作方式下的CO₂、CH₄、N₂O的排放/吸收具有明显的季节性变化规律,各处理CO₂的平均吸收通量之间无显著差异（P＜0.05）,CH₄、N₂O的平均排放/吸收通量之间存在显著差异（P＜0.05）。（2）乳熟到蜡熟期是白天CO₂通量由负值向正值的转换期,和对照相比秸秆还田、保护性耕作、常规耕作的作物产量分别提高了3.3、1.5和3.9倍,且处理之间存在显著差异（P＜0.05）;（3）各种耕作处理下的CH₄排放通量均在－0.3～0（mg·m^-2·h^-1）之间波动,与对照比较,保护性耕作累计吸收量要高16个百分点,相关分析显示,除秸秆还田外,各处理的CH₄的吸收率与5 cm土温之间呈显著正相关;（4）N₂O是麦田生态系统主要排放源,保护性耕作与对照相比N₂O排放率降低了12%,而秸秆还田、常规耕作与对照相比N₂O排放率分别增加了35%和61%;（5）与对照相比,秸秆还田、保护性耕作、常规耕作的N₂O单位产量排放量分别降低了4.31 μg·g^-1、3.36 μg·g^-1和2.70 μg·g^-1。     

厢作免耕下生态种养对稻田CH4和N2O排放的影响

为明确厢作免耕养鸭、养鱼模式对双季稻田CH₄、N₂O排放量及其增温潜势（GWP）和温室气体排放强度（GHGI）的影响,了解稻田厢作免耕养殖的温室气体排放情况,本研究设置厢作免耕养鸭（W-RD）、厢作免耕养鱼（W-RF）、厢作免耕（W-CK）、平作翻耕养鸭（F-RD）、平作翻耕养鱼（F-RF）和平作翻耕（F-CK） 6个处理进行大田对比试验,采用密闭静态箱法收集CH₄和N₂O的排放量,探究双季早晚稻田CH₄和N₂O的累积排放量、GWP和GHGI。结果表明：早稻CH₄累积排放量在分蘖末期-孕穗期阶段排放最多,晚稻CH₄累积排放量主要集中在返青-分蘖末期阶段,相对于晚稻,早稻CH₄排放量占双季稻总排放量的61.60%~77.00%。早稻和晚稻的N₂O累积排放量均在分蘖末期-孕穗期阶段排放最多,W-CK处理N₂O累积排放量最高为7.85 kg·hm^-2,F-RF处理最低为2.64 kg·hm^-2,且W-CK与F-RF处理达到显著差异;厢作免耕各处理早晚稻累积N₂O排放的CO₂当量均显著高于平作翻耕各处理,且厢作免耕与平作翻耕各处理均显著低于CK处理。双季稻全球增温潜势（总GWP）和双季稻温室气体排放强度（总GHGI）均以F-CK处理最高（总GWP为25 258.08 kg·hm^-2,总GHGI为4 501.41 kg CO₂-eq·kg^-1）,以W-RF处理最低（总GWP为14 819.94 kg·hm^-2,总GHGI为2 322.83 kg CO₂-eq·kg^-1）,W-RF处理总GWP和总GHGI分别低于F-CK处理41.33%、48.40%,均达到显著差异。双季水稻总产量中W-RF和F-RF处理显著高于其他处理,W-RF和F-RF处理周年水稻总产量分别为13.36、13.20 t·hm^-2。综上所述,厢作免耕养鱼模式（W-RF）与其他处理相比既可保证水稻高产又可降低GWP和GHGI,而厢作免耕养鸭模式（W-RD）对稻田温室气体排放的影响还需要进一步研究。     

长期施肥下黑土玉米田土壤温室气体的排放特征

研究不同施肥措施下东北黑土区玉米农田温室气体（CO₂、N₂O和CH₄）的排放量及其增温潜势,将为制定农业温室气体减排措施提供理论依据。本研究以国家（公主岭）黑土长期定位试验为平台,采用静态箱-气相色谱法对不同施肥措施下玉米农田土壤温室气体排放通量进行了监测,并分析了不同施肥处理间玉米田的综合温室效应差异。结果表明：各施肥处理土壤温室气体CO₂和N₂O的排放高峰均出现在玉米拔节期。农家肥和化肥配施（M₂NPK）处理土壤CO₂、N₂O排放通量和CH₄吸收量均显著高于施化肥处理（P<0.05）;施用化肥处理土壤CO₂、N₂O排放通量高于不施肥处理;撂荒区土壤CO₂排放通量最高,而土壤N₂O排放通量显著低于施肥处理;等施氮量条件下,化肥（NPK）处理土壤N₂O排放通量明显高于秸秆还田（SNPK）处理,而土壤CH₄净吸收量结果则截然相反。从土壤综合温室效应和温室气体强度可分析出,与不施肥（CK）比较,偏施化肥N和NPK处理的综合温室效应（GWP）分别增加了142%和32%,SNPK综合温室效应降低了38%;尤其是有机无机配施（M₂NPK）处理的综合温室效应为负值,为净碳汇。平衡施肥NPK和有机无机肥配施（SNPK和M₂NPK）温室气体排放强度（GHGI）较弱,显著低于不施肥（CK）和偏施化肥（N）处理,其中M₂NPK为-222 kg CO₂-eq·t^-1。因此,为同步实现较高的玉米产量和较低的温室气体排放强度,有机无机肥配施是东北黑土区较为理想的土壤培肥方式。     

不同水旱轮作模式全生命周期温室效应及经济效益评价

以不同水旱轮作稻田为研究对象,对比分析不同轮作模式温室气体排放特征,挖掘关键影响因素,并将温室效应和成本-收益计量相结合,通过综合评价筛选环境友好、经济效益高的轮作模式。基于大田小区试验,设置休闲-水稻、紫云英-水稻、小麦-水稻、油菜-水稻、青饲小麦-水稻、蚕豆-水稻6种水旱轮作处理,采用静态箱-气相色谱法,于2020年6月—2021年5月进行CH₄和N₂O排放原位监测,通过结构方程模型挖掘影响CH₄和N₂O排放的关键因素,采用全球增温潜势和成本-收益计算方法,评价不同轮作制度的环境和经济效应。结果表明：不同水旱轮作模式CH₄累积排放量为95.6~173.3 kg·hm^-2,排放量与冬茬秸秆还田量和水稻产量有关;N₂O累积排放量为1.5~2.5 kg·hm^-2,受施氮量、冬茬秸秆还田量、水稻产量和土壤有机质含量影响。增加氮肥施用量不仅可增加N₂O排放量,而且会导致土壤有机质含量的降低;冬茬秸秆还田量、水稻产量的变化会导致CH₄和N₂O排放的此消彼长,即秸秆还田量和水稻产量与CH₄排放量呈正相关,而与N₂O排放量呈负相关。青饲小麦-水稻轮作模式的经济效益为10 139元·hm^-2,高于其他轮作模式。对比单位经济效益的温室气体排放量发现,尽管青饲小麦-水稻轮作模式周年N₂O排放量最高、土壤固碳量低,但其单位经济收益的温室气体排放量仍最低（0.41 kg CO₂e·元^-1）;紫云英-水稻轮作分别比油菜、小麦、休闲、蚕豆与水稻的轮作方式低51%、33%、20%和4%。不同水旱轮作方式下的稻田周年温室效应有显著差异,紫云英-水稻轮作的综合温室效应（3.1 t CO₂e·hm^-2）显著低于小麦-水稻轮作（5.4 t CO₂e·hm^-2）。研究表明,与其他轮作模式相比,紫云英-水稻和蚕豆-水稻轮作在保证较高经济收益的同时温室气体排放量相对较低,冬茬秸秆还田量、绿肥还田生物量是环境效应和经济效益协同的重要影响因素。     

灌溉方式及施氮对双季稻田甲烷排放及有机碳组分的影响

目的 获得稻田甲烷(CH₄)减排的水氮管理模式,揭示不同灌溉方式和施氮处理下土壤有机碳组分和甲烷氧化菌对稻田CH₄排放通量的影响。方法 通过田间试验测定3种灌溉方式(常规灌溉、“薄浅湿晒”灌溉和干湿交替灌溉)和3种氮肥处理(N1：120 kg·hm^-2氮,20%基肥80%追肥;N2：120 kg·hm^-2氮,50%基肥50%追肥;N3：90 kg·hm^-2氮,50%基肥50%追肥)下双季稻不同生育期稻田CH₄排放通量、土壤有机碳组分含量和甲烷氧化菌数量,分析稻田CH₄排放通量与土壤有机碳组分和甲烷氧化菌之间的关系。结果 干湿交替灌溉N3处理稻田CH₄排放通量最低,晚稻分蘖期稻田CH₄排放通量较常规灌溉N1处理降低70.5%。干湿交替灌溉下,N2处理早稻孕穗期土壤微生物量碳含量较N1及N3处理均增加23.5%,N3处理晚稻分蘖期土壤可溶性有机碳含量较N1及N2处理分别增加12.0%和12.9%。N3处理下,常规灌溉早稻孕穗期土壤易氧化有机碳含量较“薄浅湿晒”灌溉和干湿交替灌溉分别增加38.8%和40.9%。双季稻田CH₄排放通量仅与土壤可溶性有机碳含量呈极显著正相关(r=0.55,P<0.01)。结论 土壤可溶性有机碳含量显著影响双季稻田CH₄排放通量,干湿交替灌溉N3处理稻田CH₄排放通量较低。     

土壤活性氮动态变化及氮素可利用性对紫云英翻压量的响应

通过田间定位试验,研究了减量化肥紫云英不同翻压量下土壤活性氮的含量、动态变化及氮素可利用性,探讨了紫云英鲜草的适宜翻压量和土壤氮素利用效率,为双季稻合理施用氮肥提供理论依据。在稻-稻-紫云英轮作体系典型时期紫云英翻压前、早稻分蘖盛期、早稻成熟期、晚稻分蘖盛期、晚稻成熟期分别采集土壤样品,监测稻田土壤微生物量氮（MBN）、可溶性有机氮（DON）含量动态变化及氮素可利用性,并分析晚稻成熟期土壤铵态氮（NH₄⁺-N）和硝态氮（NO₃^--N）含量。结果表明：与对照（CK）处理相比,各施肥处理均提高了土壤全氮（TN）、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量,增幅分别为10.4%~21.2%、10.3%~44.1%和14.7%~52.9%。在翻压紫云英15.0~22.5 t·hm^-2时,土壤TN、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量均随紫云英还田量增多而提高,之后则随还田量的增多而降低。与常规施肥处理相比,化肥减施下紫云英各翻压量处理均提高了土壤MBN、DON及活性氮含量,增幅分别为7.0%~28.7%、8.5%~22.5%和5.8%~26.6%,且随紫云英翻压量的增加呈先增加后降低的变化趋势,MBN和活性氮含量均在翻压量22.5 t·hm^-2时最高,DON含量在翻压量30.0 t·hm^-2时最高。MBN/TN在翻压量22.5 t·hm^-2时最高,DON/TN在翻压量30.0 t·hm^-2时最高。各处理不同时期土壤MBN、DON含量及MBN/TN、DON/TN有明显波动,总体来看,土壤MBN含量及MBN/TN在早稻分蘖盛期明显降低,早稻成熟期有所回升,至晚稻成熟期又逐渐降低;土壤DON含量及DON/TN在早稻成熟期降至最低,至晚稻成熟期再次上升。研究表明,减施40%化肥条件下长期翻压紫云英不仅能增加土壤活性氮含量,同时有利于提高土壤氮素可利用性,紫云英翻压量22.5~30.0 t·hm^-2时效果最好。     

不同水稻品种甲烷排放与土壤酶的关系

为明确不同水稻品种甲烷（CH₄）排放差异形成与根际土壤过氧化氢酶、脲酶活性的关系，选取早稻晚稻各3个品种为大田供试材料，采用密闭静态暗箱法收集CH₄气体，监测早稻晚稻不同品种CH₄排放动态，以及不同品种在主要生育时期根际土壤的过氧化氢酶、脲酶活性，并对不同水稻品种CH₄排放与两种酶活性进行了线性回归分析。结果表明：双季稻品种CH₄排放差异显著，晚稻CH₄累积排放量明显高于早稻，早稻品种中CH₄累积排放量以湘早籼24号最高，株两优819最低，相差31.78%；晚稻以湘晚籼17号最高，Y两优1号最低，相差17.31%。双季稻品种在不同生育期根际土壤的过氧化氢酶、脲酶活性存在差异，早稻过氧化氢酶活性在孕穗期最高，晚稻过氧化氢酶、双季稻脲酶活性均在分蘖期最高；双季稻田CH₄排放与脲酶正相关，达到极显著水平（P<0.01），与过氧化氢酶正相关，达到显著水平（P<0.05）。综上，双季稻品种甲烷排放与水稻根际土壤过氧化氢酶、脲酶关系密切，降低水稻品种根际土壤的过氧化氢酶、脲酶活性有利于稻田CH₄减排。     

太湖流域不同再生稻品种的温室气体排放强度

为明确太湖流域种植再生稻的可行性及其对温室气体排放的影响,于2021年4—10月采用静态箱-气相色谱法观测了旱优73、甬优2640、丰两优香1号、两优6326和C两优华占5个品种再生稻的CH₄和N₂O排放通量以及产量。结果表明：稻季观测期内,CH₄排放峰分别出现在中稻季分蘖期和抽穗前后以及再生季前期;两季CH₄累积排放量为209~289 kg·hm^-2,再生季占比为8.3%~23.0%,其中两优6326的值最高,显著高于旱优73、甬优2640和丰两优香1号（P<0.05）。N₂O排放峰主要出现在肥料施用后和土壤水分发生剧烈变化时;两季N₂O累积排放量为0.386~0.548 kg·hm^-2,再生季占比为0.5%~2.4%,5个品种间N₂O排放量无显著差异。不同处理两季水稻总产量为6.12~12.62 t·hm^-2,再生季占比为23.8%~36.7%,其中甬优2640和丰两优香1号的两季总产量相对较高。不同处理的温室气体排放强度为0.50~1.35 t CO₂ e·t^-1,其中甬优2640最低,两优6326最高（P<0.05）。研究表明,甬优2640和丰两优香1号的两季总产量较高,且温室气体排放强度相对较低。     

不同遮阴处理下施肥对稻田CH4和N2O排放的影响

太阳辐射减弱是气候变化的主要特征之一。太阳辐射减弱下不同肥料种类和施用量对水稻生产、稻田甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）排放的影响尚不明确。通过田间模拟试验研究了不同生育期遮阴条件下施用氮磷钾复合肥和硅肥对水稻产量、稻田土壤CH₄和N₂O排放的影响。采用3因素3水平正交试验设计,遮阴设3水平,即不遮阴（S₀,遮阴率为0）、水稻开花-成熟遮阴（S₁,遮阴率为64%）和分蘖-成熟遮阴（S₂,遮阴率为64%）;氮磷钾复合肥设3水平,即100 kg·hm^-2（F₁）、200 kg·hm^-2（F₂）和300 kg·hm^-2（F₃）;硅肥设3水平,即不施硅（R₀）、钢渣200 kg·hm^-2（R₁）和钢渣400 kg·hm^-2（R₂）。结果表明,遮阴明显降低水稻产量,与S₀相比,S₁和S₂分别降低了43.33%和48.51%。遮阴极显著降低CH₄累积排放量,与S₀相比,S₁和S₂分别降低了7.46%和57.71%;氮磷钾复合肥可显著提高CH₄和N₂O累积排放量,与F₁相比,F₂和F₃ CH₄累积排放量分别增加了48.34%和57.03%,N₂O累积排放量分别增加了85.81%和192.98%;施钢渣硅肥显著影响CH₄累积排放量,与R₀相比,R₁降低了20.42%,R₂增加了17.56%。所有处理CH₄增温潜势占总温室效应的比例均高于91%,稻田CH₄排放在稻田总温室效应中起主导作用。研究表明,太阳辐射减弱背景下,保证产量的同时控制氮磷钾复合肥和钢渣硅肥施用量可有效降低CH₄和N₂O综合温室效应和排放强度,最适组合为复合肥100 kg·hm^-2（F₁）和钢渣硅肥400 kg·hm^-2（R₂）。     

稻草还田下非稻季持续淹水对稻季CH4和CO2排放的影响

稻草还田和非稻季持续淹水是我国最重要的稻田管理方式之一,此种管理方式下稻田碳排放并不清楚。本研究以江汉平原中稻-冬闲制度为对象,探讨稻草还田耦合非稻季持续淹水对稻季碳排放的影响,为准确评估稻田温室气体排放提供数据支撑和理论支持。结果表明,在稻草秸秆全量覆盖还田下,非稻季自然排水比持续淹水显著降低稻季CH₄累积排放量,稻季第一次排水晒田之前CH₄排放占总排放量的80%以上;非稻季持续淹水使稻季CO₂累积排放量比自然排水稍有降低,CO₂排放主要集中在第一次排水晒田之后,占总排放量的60%左右。非稻季淹水降低稻季土壤NO₃^--N、NH₄⁺-N和DOC浓度以及10 cm土层土壤Eh值,但使乙酸浓度升高,这可能是稻草还田耦合非稻季淹水导致CH₄排放量增加的主要原因。     

稻虾共作模式下龙虾品种和养殖密度对CH4和N2O排放的影响

为探究稻虾共作体系中不同龙虾品种和养殖密度对稻田温室气体排放的影响,本研究通过设置不同龙虾品种和养殖密度试验,采取密闭静态箱-气相色谱法研究稻虾共作对温室气体排放规律、排放量及综合增温潜势（GWP）的影响。结果表明：在整个稻虾共作期间,各处理CH₄和N₂O排放规律基本一致,均在拔节期出现排放高峰; CH₄累积排放量表现为DZ（水稻单作） ＞DA（水稻澳龙共作） ＞DD（水稻低密度克氏原螯虾共作） ＞DG（水稻高密度克氏原螯虾共作）,而N₂O累积排放量表现为DG＞DD＞DA＞DZ; GWP表现为DZ＞DA＞DD＞DG,与DZ处理相比,DG、DD和DA处理GWP分别降低36.9%、30.7%和18.1%。土壤氧化还原电位、水体溶解氧、铵态氮、硝态氮与CH₄排放呈显著负相关（P＜0.05）,与N₂O排放呈显著正相关（P＜0.05）。研究表明,稻虾共作降低稻田CH₄排放,增加N₂O排放,减少GWP,其中DG处理减缓GWP效果最好。在稻虾共作体系中,为了更有效降低稻田系统中温室气体的排放,需要考虑龙虾品种和养殖密度的选择。     

稻蟹共生系统温室气体排放特征及其影响因素

稻田是农业温室气体排放的重要来源。近年来，稻田综合种养模式发展迅速，但其对温室气体排放的影响具有较大争议。为明确我国东北地区典型稻田种养模式——稻蟹共生系统温室气体排放特征，在辽宁省盘锦市大洼区开展微区试验，设置持续淹水水稻单作、晒田水稻单作和稻蟹共生3种处理，开展了不同稻田生态系统下温室气体排放特征及其主要影响因素研究。结果表明：稻蟹共生能够降低稻田N₂O排放，与持续淹水水稻单作处理和晒田水稻单作处理相比，稻蟹共生处理N₂O排放量分别降低23.9%和16.7%。稻蟹共生对CH₄排放的影响则取决于水稻单作的水分管理模式。相比于持续淹水水稻单作处理，稻蟹共生处理使CH₄排放量降低13.5%；然而相比于晒田水稻单作处理，则使CH₄排放量增加34.0%。整体而言，与持续淹水水稻单作处理相比，稻蟹共生处理降低了13.6%的增温潜势；与晒田水稻单作处理相比，却增加了32.6%的增温潜势。冗余分析表明，在稻田生态系统中，温室气体排放主要受田面水溶解氧和pH以及土壤中NO₃^--N含量和pH的影响。综上，从温室气体减排潜力的角度看，与持续淹水水稻单作系统相比，稻蟹共生模式可以降低N₂O和CH₄等温室气体排放；而与晒田水稻单作系统相比，持续淹水的稻蟹共生模式会增加温室气体排放。     

水分状况及温度对长江漫滩沉积物温室气体排放的影响：以南京绿水湾湿地为例

为探究水文波动和气候变暖对河流漫滩温室气体排放的影响，选取南京长江绿水湾湿地漫滩表层0~15 cm沉积物为实验对象，利用三维荧光光谱（3D-EEMs）等技术，结合室内培养实验，研究了2种水分状况（淹水和半淹水）和4种温度（5、15、20、30℃）下二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、氧化亚氮（N₂O）排放规律。结果表明：累积CO₂排放量随温度及水分含量升高而升高，温度敏感系数（Q₁₀）随温度升高而降低；淹水30℃处理下CO₂排放速率在培养25 d后受到抑制而逐渐下降。淹水CH₄累积排放量显著高于半淹水，且随温度升高而增加。淹水显著降低了沉积物净硝化速率，5℃半淹水N₂O累积排放量显著高于淹水，但30℃淹水N₂O累积排放显著高于半淹水。增温有利于加快淹水上覆水溶解性有机质（DOM）的腐殖化进程。研究表明，温度上升、水分含量增加均将导致沉积物排放的温室气体增温潜势（GWP）提高。     

不同水分对半干旱地区砂壤土温室气体排放的短期影响

为探明不同水分条件对土壤排放温室气体的短期影响,本研究以黑龙江省半干旱地区的砂壤土为对象,通过室内培养试验研究60%田间最大持水量（WHC）、100% WHC和淹水条件下土壤中N₂O、CO₂和CH₄的排放规律。结果表明：与60% WHC处理相比,土壤水分含量增加至100% WHC对净硝化速率没有显著影响,但显著促进了N₂O的排放,平均排放速率（0.109 mg N₂O-N·kg^-1·d^-1）是60% WHC处理（0.014 mg N₂O-N·kg^-1·d^-1）的7.8倍。淹水处理显著抑制了硝化作用的进行,但显著促进了N₂O的排放,平均排放速率（0.419 mg N₂O-N·kg^-1·d^-1）分别为60% WHC和100% WHC处理的29.9倍和3.8倍。60% WHC处理土壤CO₂和CH₄平均排放速率分别为9.92 mg CO₂-C·kg^-1·d^-1和2.99 μg CH₄-C·kg^-1·d^-1,土壤水分含量增加至100% WHC对CO₂和CH₄排放速率没有显著影响。淹水处理土壤CO₂和CH₄平均排放速率分别为12.7 mg CO₂-C·kg^-1·d^-1和5.14 μg CH₄-C·kg^-1·d^-1,显著高于60% WHC和100% WHC处理。研究表明,半干旱地区砂壤土应注意田间水分管理,避免短期淹涝,以减少温室气体排放。     

油菜绿肥翻压还田对新疆盐碱土壤的改良效果研究

为探讨油菜绿肥翻压对盐碱土的改良效果，在中度盐碱荒地上设置油菜绿肥翻压还田1年（T1）、翻压还田2年（T2）和无绿肥还田（CK）三个处理，研究油菜绿肥对盐碱土壤理化性状、盐组分及棉花产量的影响。结果表明：油菜绿肥翻压的效果表现为T2 > T1 > CK，与CK相比，T2和T1处理分别使棉花籽棉产量增加27.5%和13.5%（P<0.05）；T2处理土壤pH值和电导率比CK分别降低1.0个单位和0.7 mS·cm^-1，T2处理全氮、全磷、全钾和有机质比CK分别增加44.8%、9.1%、6.5%和115.2%；油菜绿肥粉碎还田显著降低盐碱离子含量，其中，与CK相比，T2处理土壤盐基阳离子Ca²⁺、K⁺、Mg²⁺和Na⁺含量显著（P<0.05）降低30.3%、42.7%、41.0%和30.5%，土壤盐基阴离子Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-和HCO₃^-含量显著（P<0.05）降低39.2%、33.0%、32.2%和32.1%。研究表明，油菜绿肥能改善土壤理化性状、增加养分含量、降低盐碱离子含量，对新疆绿洲干旱区盐碱土壤具有较好的改良效果。     

水氮耦合对设施土壤N2O和NO排放的影响

为实现设施生产水氮高效利用及N₂O和NO减排，基于连续7 a的设施水氮定位试验，采用密闭静态箱法，分别对番茄生长季的N₂O和NO排放进行田间原位同步观测。通过灌水下限（土壤水吸力W₁、W₂和W₃分别为25、35 kPa和45 kPa）和施氮量（N₁、N₂和N₃分别为75、300 kg·hm^-2和525 kg·hm^-2）两因素三水平随机区组设计，研究了水氮耦合对设施土壤N₂O和NO排放特征的影响。结果表明，N₂O和NO排放峰值出现在施肥和灌溉后，峰值期的排放通量表现为N₂O高于NO，但NO峰值持续时间较长。水分、施氮量和水氮交互作用对设施土壤N₂O、NO总累积排放量均有极显著影响，水氮耦合效应使W₁N₁处理的NO总累积排放量、W₂N₁处理的N₂O和N₂O+NO总累积排放量最低，且均与其他处理差异显著。水分、施氮量和水氮交互效应对番茄产量影响效力表现为灌水下限>施氮量>水氮交互。与W₁N₁、W₁N₂、W₁N₃相比，W₂N₁处理的番茄产量分别显著增加48.92%、50.69%和17.82%。水氮耦合效应使W₂N₁处理单产N₂O和NO累积排放量最低（P<0.01），分别比其他处理降低40.00%~78.57%和21.43%~60.71%。冗余分析表明，N₂O和NO排放通量与铵态氮含量、硝态氮含量、amoA-AOA和nirK基因丰度均呈显著正相关关系。综合设施蔬菜经济和环境效应，配施有机肥条件下，灌水下限35 kPa和施氮量75 kg·hm^-2的水氮管理更有助于设施土壤N₂O和NO减排及产量保证。     

秸秆还田与氮肥配施对中南地区稻田土壤固碳和温室气体排放的影响

秸秆还田和氮肥施用是影响稻田土壤固碳潜力和温室气体排放的重要农作措施。通过研究油菜秸秆全量还田并配合施入不同量氮肥（150、225、300 kg·hm^-2和375 kg·hm^-2）对稻田土壤固碳量和温室气体排放的影响,评估综合增温潜势,对分析秸秆还田配施氮肥对稻田固碳效果有重要作用。结果表明,与单施氮肥和单施秸秆处理相比,秸秆还田配施氮肥显著增加土壤固碳量,秸秆配施氮肥处理固碳量最高值为147.74 kg·hm^-2,比单施氮肥处理平均高出38%。在降低温室效应方面,与单施氮肥相比,秸秆配施氮肥处理显著降低N₂O的累积排放量;与单一秸秆还田处理相比,秸秆配施氮肥处理显著提高水稻产量,降低CO₂的累积排放量,但在一定程度上增加了CH₄的排放。秸秆配施氮肥处理的温室气体强度和综合温室效应分别为0.372、5 394.22 kg CO₂-eq·hm^-2,显著低于单施氮肥处理的0.630、9 339.94 kg CO₂-eq·hm^-2,以及单一秸秆还田处理的0.816、9 872.2 kg CO₂-eq·hm^-2,因此,秸秆还田配施氮肥是降低温室气体排放强度、减缓净温室效应的有效措施。     

长期不同培肥对苏打盐碱地稻田土壤盐碱指标和养分含量的影响

为探讨长期不同培肥措施对苏打盐碱地稻田土壤盐碱化参数和养分含量的影响,本研究利用运行10年的长期定位施肥试验,采集了不施肥处理（CK）、无机肥配施处理（NPK）、有机肥单施处理（M）、有机肥与无机肥配施处理（MNPK）和秸秆还田配施无机肥处理（RNPK）的0~60cm土壤样品并进行分析。结果表明,随着土层深度的增加,各处理土壤pH、电导率、碱化度和Na⁺、Cl^-、CO₃^2-+HCO₃^-含量逐渐增加,土壤阳离子交换量和K⁺、Ca²⁺+Mg²⁺、SO₄^2-、有机质、速效养分含量逐渐降低。施肥处理均较CK处理降低了土壤pH、电导率和碱化度等盐碱化参数,以及Na⁺、Cl^-和CO₃^2-+HCO₃^-等有害盐分含量,增加了阳离子交换量及K⁺、Ca²⁺+Mg²⁺和SO₄^2-等有益盐分含量,提高了有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量。与CK处理相比,M和MNPK处理土壤盐分含量显著降低（P<0.05）,土壤有机质和速效氮含量显著提高（P<0.05）。NPK处理土壤电导率有增加趋势,0~20cm土壤电导率较CK处理增加了7.1%。因此,从地力培育的角度来讲,苏打盐碱地稻田施用有机肥或有机肥与化肥配施有利于土壤盐碱的降低和地力的持续提升。     

紫云英稻秆联合还田与氮肥减量对水稻产量及氨挥发的影响

为研究紫云英-水稻轮作体系中紫云英稻秆联合还田与氮肥减量配施对水稻产量和氨挥发的影响,连续两个轮作季（2019—2021年）在陕西汉中开展田间试验,试验设置4个处理：冬闲稻秆不还田+常规施氮处理,即对照处理（CK）;冬作紫云英稻秆还田+常规施氮处理（GRN₁₀₀）;冬作紫云英稻秆还田+氮肥减量20%处理（GRN₈₀）;冬作紫云英稻秆还田+氮肥减量30%处理（GRN₇₀）。采用通气式氨挥发收集装置监测水稻生育期间氨挥发特征。结果表明：与CK相比,紫云英稻秆联合还田各处理可提高“黄华占”籽粒产量,产量由高到低的顺序为GRN₈₀、GRN₇₀、GRN₁₀₀,其中GRN₈₀和GRN₇₀处理相较于CK处理的年均增幅分别为7.66%和6.37%。冠层氨挥发主要发生在水稻施肥30 d以后,其中水稻抽穗期至成熟期挥发速率较大。土壤氨挥发主要发生在水稻施肥后16 d内,在施肥后第2天达到峰值,2020年和2021年分别为0.53 kg·hm^-2·d^-1和0.58 kg·hm^-2·d^-1。与CK相比,GRN₈₀处理显著降低水稻全生育期冠层氨挥发累积量和单位产量氨挥发强度,二者分别下降58.73%和57.14%。紫云英稻秆联合还田较CK处理可显著降低水稻全生育期土壤氨挥发累积量和单位产量氨挥发强度,其值由高到低依次顺序为GRN₁₀₀、GRN₇₀、GRN₈₀。就水稻全生育期氨挥发累积量和单位产量氨挥发强度而言,紫云英稻秆联合还田较CK处理可显著降低2.88%~8.32%和5.26%~13.88%,其中GRN₈₀处理降幅最大。相关分析表明,田面水铵态氮浓度与各处理土壤氨挥发速率呈显著正相关,与GRN₈₀和GRN₇₀处理冠层氨挥发速率呈显著负相关。研究表明,紫云英和稻秆联合还田与氮肥减量20%或30%配施,可显著提高水稻产量,减少稻田氨挥发损失,是适宜汉中地区兼顾水稻高产和环境友好的栽培措施。