滇池流域集约化菜田NO与NO2排放的研究

采用密闭通气气室法,在滇池流域旱季和雨季开展了2个生长周期内集约化西芹地NO/NO2排放研究。结果表明, NO/NO2排放速率的日变化规律受温度的影响较为明显,中午时段最高,凌晨时段最低。西芹生育期间,CK处理（裸地）的NO/NO2排放速率维持在一定水平,中后期NF处理（不施氮）NO/NO2排放速率有所升高;LF（N 450 kg/hm2）和HF（N 1200 kg/hm2）处理受西芹的生长和频繁氮肥追施的影响,生育期NO/NO2排放速率逐渐升高。旱季与雨季CK处理NO/NO2排放量分别为1.30和NOx-N 1.51 kg/hm2,NF处理分别较CK高出NOx-N 1.0和1.44 kg/hm2。LF处理旱季与雨季NO/NO2排放量分别为NOx-N 4.88和5.67 kg/hm2,其损失率分别为0.79%和0.92%;HF处理旱季和雨季NO/NO2排放量分别为NOx-N 7.58和10.19 kg/hm2,其损失率分别为0.63%和0.85%,说明氮肥用量较高时,土壤—作物系统的NOx-N损失量也较高,但其损失率并不随施氮量的升高而升高。     

北京设施菜地N2O和NO排放特征及滴灌优化施肥的减排效果

【目的】量化设施菜地N₂O、NO排放特征,分析其影响因素,以期为科学评估农田生态系统N₂O、NO排放提供关键参数。【方法】以黄瓜品种‘金胚98’为供试材料,在北京房山区窦店乡的温室大棚内进行了田间试验,供试土壤类型为石灰性褐土,质地为壤土。试验共设4个处理:漫灌,不施氮肥 (CK);漫灌,农民习惯施肥 (FP);滴灌,农民习惯施肥 (FPD);滴灌,优化施氮 (OPTD)。常规氮肥施用量为N 1200 kg/hm2,优化后氮肥施用量为N 920 kg/hm2。70%的化肥氮和钾肥,分6次随灌溉追施。采用自动静态箱–氮氧化物分析仪法,对黄瓜生长季的N₂O、NO排放量进行了田间原位观测,同时监测了5 cm深土壤温度、0—15 cm土层土壤孔隙水分含量,分析了N₂O、NO季节排放与土壤温度和湿度的相关性,比较了不同处理措施的减排效果。【结果】施肥和灌溉后1～2天,N₂O会出现明显的排放高峰,NO排放峰出现在施肥和灌溉后2～4天,对照无明显N₂O、NO排放峰值。CK、FP、FPD和OPTD处理N₂O季节排放量分别为N 7.32、28.69、18.62、12.16 kg/hm2;NO季节排放量分别N 0.32、0.86、0.77和0.70 kg/hm2; NO排放量分别占 (N₂O + NO) 总量的4.2%、2.9%、4.0%、5.4%。相同氮肥施用量条件下,滴灌施肥处理 (FPD) 相比漫灌施肥 (FP),不仅能保持作物产量,而且能减少N₂O、NO排放总量34.4%、9.0%;滴灌施肥条件下,减少40%氮肥投入 (OPTD) 比FPD分别减少N₂O和NO排放34.7%和9.1%。FP、FPD和OPTD处理的N₂O排放系数依次为1.78%、0.94%、0.53%,NO排放系数依次为0.08%、0.06%和0.09%。【结论】京郊设施菜地夏季N₂O排放强,NO排放弱。在不改变施肥量前提下,采用滴灌施肥可在保持作物产量的同时,显著减少N₂O和NO排放。采用滴灌的同时,优化肥料施用量可以进一步减少N₂O、NO排放。     

施肥方式对紫色土农田生态系统N2O和NO排放的影响

依托紫色土施肥方式与养分循环长期试验平台(2002年—),采用静态箱-气相色谱法开展紫色土冬小麦-夏玉米轮作周期(2013年10月至2014年10月)农田生态系统N_2O和NO排放的野外原位观测试验。长期施肥方式包括单施氮肥(N)、传统猪厩肥(OM)、常规氮磷钾肥(NPK)、猪厩肥配施氮磷钾肥(OMNPK)和秸秆还田配施氮磷钾肥(RSDNPK)等5种,氮肥用量相同[小麦季130 kg(N)×hm~(-2),玉米季150 kg(N)×hm~(-2)],不施肥对照(CK)用于计算排放系数,对比不同施肥方式对紫色土典型农田生态系统土壤N_2O和NO排放的影响,以期探寻紫色土农田生态系统N_2O和NO协同减排的施肥方式。结果表明,所有施肥方式下紫色土N_2O和NO排放速率波动幅度大,且均在施肥初期出现峰值;强降雨激发N_2O排放,但对NO排放无明显影响。在整个小麦-玉米轮作周期,N、OM、NPK、OMNPK和RSDNPK处理的N_2O年累积排放量分别为1.40 kg(N)×hm~(-2)、4.60 kg(N)×hm~(-2)、0.95 kg(N)×hm~(-2)、2.16kg(N)×hm~(-2)和1.41 kg(N)×hm~(-2),排放系数分别为0.41%、1.56%、0.25%、0.69%、0.42%;NO累积排放量分别为0.57 kg(N)×hm~(-2)、0.40 kg(N)×hm~(-2)、0.39 kg(N)×hm~(-2)、0.46 kg(N)×hm~(-2)和0.17 kg(N)×hm~(-2),排放系数分别为0.21%、0.15%、0.15%、0.17%、0.07%。施肥方式对紫色土N_2O和NO累积排放量具有显著影响(P0.05),与NPK处理比较,OM和OMNPK处理的N_2O排放分别增加384%和127%,同时NO排放分别增加3%和18%;RSDNPK处理的NO排放减少56%。表明长期施用猪厩肥显著增加N_2O和NO排放,而秸秆还田有效减少NO排放。研究表明,土壤温度和水分条件均显著影响小麦季N_2O和NO排放(P0.01),对玉米季N_2O和NO排放没有显著影响(P0.05),土壤无机氮含量则是在小麦-玉米轮作期N_2O和NO排放的主要限制因子(P0.01)。全量秸秆还田与化肥配合施用是紫色土农田生态系统N_2O和NO协同减排的优化施肥方式。     

太湖地区冬小麦季土壤氨挥发与一氧化氮排放研究

采用密闭室连续抽气法和静态箱法同步研究了太湖地区冬小麦季田间小区试验中不同施氮处理的氨挥发与一氧化氮（NO）排放的规律。结果表明,麦季氨挥发主要发生在施肥后 7～10d,以基肥期挥发量最大,为NH3-N 0.49～9.36 kg/hm2,占整个麦季观测期间挥发量的60.4%～74.7 %;NO的排放则主要发生在施用基肥后的30d 内,量虽小但持续时间较长,排放速率为NO-N 0.009～0.304 mg/(m2.h),该时期总损失量为NO-N 0.68～1.23 kg/hm2,约占整个麦季观测期排放量的 93%。氨挥发和 NO 排放均随施氮量的增加而增加。各施氮处理麦季观测期的氨挥发总损失量为NH3-N 7.6～12.6 kg/hm2,损失率4.62%～5.26%;NO排放总量为NO-N 0.73～1.3 kg/hm2,损失率0.27%～0.41%。研究结果对综合评价太湖地区麦季氮肥的气态损失及其环境效应、指导合理施肥都具有重要意义。     

不同施肥措施对河套灌区盐化潮土氨挥发及氧化亚氮排放的影响

本研究以河套灌区农田盐化潮土为研究对象,通过静态暗箱-气相色谱法和田间土壤氨挥发原位测定法(通气法),研究了4种不同施肥措施(农民习惯施肥、膨润土+农民习惯施肥、生物炭+农民习惯施肥、腐殖酸+农民习惯施肥,分别标记为CK、B、C、HA)对土壤氨(NH_3)挥发及氧化亚氮(N_2O)排放的影响。结果表明:B处理可以显著降低土壤N_2O的排放,其N_2O累计排放量较CK降低30.9%,氮肥损失率较CK降低31.5%;其他处理N_2O累计排放量与CK无显著差异。各处理NH_3挥发速率于施肥灌水后3~5 d达到峰值,之后逐渐降低趋于平稳。B、C、HA处理可以显著降低土壤NH_3挥发,NH_3累计挥发量较CK降低56.0%、41.2%、49.0%,氮肥损失率较CK降低56.0%、41.2%、52.1%。相关性分析表明,土壤温度和空气温度与土壤N_2O的排放呈显著正相关;生育期土壤含水量处于151.2~203.3 g/kg,在这一范围内,土壤含水量与土壤N_2O的排放呈正相关关系。B处理可显著降低土壤NH3挥发及N_2O排放,且比CK增产11.1%,是较为合理的施肥措施。     

氮肥用量和脲酶抑制剂对滴灌马铃薯田氧化亚氮排放和氨挥发的影响

【目的】 氨挥发和氧化亚氮排放是氮素损失的重要途径。内蒙古阴山北麓滴灌马铃薯田种植面积大,普遍存在过量施肥的问题。研究适宜的氮肥用量,利用脲酶抑制剂来抑制氨挥发和氧化亚氮排放,对提高当地氮肥利用率和减缓环境压力具有重要意义。 【方法】 田间试验分两年在内蒙古武川县两个村庄进行,供试地块种植马铃薯,采用滴灌技术。2015年设置4个处理,分别为:不施氮 (CK);优化施氮模式,施N 180 kg/hm2 (Opt);优化施氮减半模式,施N 90 kg/hm2 (OptR);农民传统施肥量,施N 270 kg/hm2 (Con)。2016年试验处理根据2015年的结果进行调整,设置4个处理:不施氮 (CK);优化施氮添加脲酶抑制剂模式,施N 162.6 kg/hm2 (OptI);优化施氮模式, 施N 162.6 kg/hm2 (Opt);农民传统施肥量,施N 320 kg/hm2 (Con)。分别采用静态暗箱法和通气法采集氧化亚氮和氨气,每次施肥后,两天采集一次气体样品,氧化亚氮连续取样三次,氨气持续取样直至气体含量低于仪器检测值下限。 【结果】 氨挥发速率在施入尿素后第1～5 d出现峰值。Con处理2015和2016年氨挥发的最大峰值分别是13.2 mg/(m2·d) 和5.3 mg/(m2·d),氨挥发累积量分别为N 3.61和3.96 kg/hm2;Opt处理的最大峰值分别为8.69 mg/(m2·d) 和3.19 mg/(m2·d),累积挥发量分别为N 3.11和2.72 kg/hm2;OptR处理氨挥发速率最大峰值为5.63 mg/(m2·d),氨挥发累积量为2.66 kg/hm2,OptI处理氨挥发速率最大峰值为3.67 mg/(m2·d),氨挥发累积量为2.50 kg/hm2。氨挥发累积量随着氮肥用量的增加而增多,Con处理的氨挥发量显著高于其他处理;氧化亚氮排放量在施入尿素后第3 d达到峰值,Con处理2015和2016年的氧化亚氮排放峰值分别达到0.3 mg/(m2·d) 和0.2 mg/(m2·d),氧化亚氮累积排放量分别为N 1.96和1.18 kg/hm2,显著高于其他处理;Opt处理两年的排放最大峰值均为0.11 mg/(m2·d),氧化亚氮累积排放量为N 0.95、0.69 kg/hm2;OptR的氧化亚氮排放量最大峰值为0.09 mg/(m2·d),累积量为0.90 kg/hm2。OptI的氧化亚氮排放量最大峰值为0.12 mg/(m2·d),氧化亚氮累积量为0.66 kg/hm2。相比Opt,OptI处理的氨挥发和氧化亚氮累积排放量分别降低了11.8%和16.7%,但未达到显著水平。氨挥发速率与土壤温度呈显著正相关,土壤温度的升高会显著增加氨挥发速率,土壤湿度的增加会抑制氨挥发速率,影响不显著。氧化亚氮的排放与土壤湿度呈显著正相关,土壤中水分增加会显著增加氧化亚氮的排放量,土壤温度与氧化亚氮排放成负相关,影响未达到显著水平。 【结论】 与农民传统施肥模式相比,优化施氮模式可显著降低氨挥发和氧化亚氮排放量,添加脲酶抑制剂未达到显著降低尿素氨挥发量和氧化亚氮排放的效果。土壤湿度和土壤温度在一定程度上影响着氨挥发速率和氧化亚氮的排放通量。在供试地区马铃薯田的施肥管理中,推荐可有效地降低氨挥发和氧化亚氮排放量的优化施氮模式。      

施肥方式对冬小麦季紫色土N2O排放特征的影响

利用紫色土养分循环长期定位施肥试验平台,通过静态箱-气相色谱法,于2012年11月至2013年5月,研究了单施氮肥(N)、猪厩肥(OM)、常规氮磷钾肥(NPK)、猪厩肥配施氮磷钾肥(OMNPK)、秸秆还田配施氮磷钾肥(CRNPK)及对照不施肥(NF)6种施肥方式下,紫色土冬小麦季土壤N2O的排放特征。结果表明,在相同施氮水平[130 kg(N)·hm-2]下,施肥方式对N2O排放量有显著影响(P0.05)。N、OM、NPK、OMNPK和CRNPK处理下,土壤N2O排放量[kg(N)·hm-2]分别为0.38、0.36、0.29、0.33和0.19,N2O排放系数分别为0.25%、0.23%、0.18%、0.21%和0.10%。NF的土壤N2O排放量为0.06 kg(N)·hm-2。土壤无机氮含量(NO3--N和NH4+-N)是N2O排放的主要影响因子,降雨能有效激发N2O排放。基于小麦产量评价不同施肥方式下的N2O排放,结果表明,N、OM、NPK、OMNPK和CRNPK单位小麦产量N2O的GWP值[yield-scaled GWP,kg(CO2 eq)·t-1]分别为132.57、45.70、49.07、48.92和26.41。CRNPK的小麦产量与6种施肥方式中获得最大产量的OM间没有显著差异,但显著高于其他处理。而且,CRNPK的yield-scaled GWP比紫色土地区冬小麦种植中常规施肥方式(NPK)显著减少46%,并显著低于其他4种施肥方式。可见,秸秆还田配施氮磷钾肥在保证小麦产量的同时,能有效减少因施肥引发的N2O排放,可作为紫色土地区推荐的最佳施肥措施。     

不同施肥模式对设施生菜产量和氮损失的影响

  目的  探讨液体肥滴灌施肥模式和常规施肥模式对设施生菜产量和氮损失（氨挥发、氧化亚氮排放、硝态氮淋洗）的影响。  方法  采用田间小区试验,以日光温室生菜为对象,共设3个处理,分别为液体肥优化施肥模式（LF,170 kg hm?2 N,基肥不施氮肥 + 3次追肥）、固体水溶肥常规施肥模式（CF,200 kg hm?2 N,基肥 + 2次追肥）,以及不施氮对照（CK,0 kg hm?2 N,磷钾做基肥+清水滴灌）。安装水肥一体化设施进行追肥灌水,采用通气法和静态箱法收集并测定生菜生长季内氨挥发和氧化亚氮的排放。  结果  结果表明,与常规施肥处理（CF）相比,液体肥料处理（LF）在生长前期可以延迟氨挥发和氧化亚氮的排放高峰3 ~ 5 d,且在生长季内显著降低土壤氨挥发和氧化亚氮的排放量,减排率分别为24.6%和21.6%;应用液体肥料可以减少0 ~ 100 cm土层硝态氮残留21.0%,降低了氮素淋洗风险;与CF模式相比,LF模式在减氮15.0%的基础上,产量没有下降,氮肥利用率提高了32.4%。  结论  新型液体肥料优化施肥模式（LF）可以显著降低设施菜田氨挥发和氧化亚氮排放量,减轻土壤硝态氮淋洗风险,维持产量不降低并提高肥料利用效率,是一种节氮减排的绿色生产方式。     

碳氮添加对淹水农田黑土温室气体排放的影响

为探究外源碳氮添加对农田土壤温室气体排放的影响，以农田黑土为对象，在25℃和淹水条件下开展室内培养试验，研究外源碳(葡萄糖和乙酸)和氮(硫酸铵)添加对温室气体排放的影响。结果表明，淹水条件碳氮配施显著降低了土壤硝态氮含量，以氮肥配施葡萄糖处理效果更明显。与不施肥的对照处理相比，单施氮肥处理对CO₂排放速率无显著影响；与单施氮肥处理相比，碳氮配施显著提高了CO₂的排放速率，氮肥配施葡萄糖处理和氮肥配施乙酸处理的CO₂累积排放量分别为单施氮肥处理的3.93和2.44倍。与不施肥的对照处理相比，单施氮肥显著增加了N₂O排放速率，其累积排放量是对照处理的3.60倍；与单施氮肥处理相比，氮肥配施葡萄糖处理仅在第1天对N₂O排放速率有显著促进效果，培养期间N₂O累积排放量与单施氮肥处理无显著差异；氮肥配施乙酸处理对N₂O排放速率的促进效果持续了5 d，其N₂O累积排放量是单施氮肥处理的3.58倍。与不施肥的对照处理相比，单施...     

生物炭对紫色土农田土壤NO排放的影响

为探明生物炭对紫色土农田土壤NO排放的影响,利用静态箱-化学发光氮氧化物分析法对夏玉米-冬小麦轮作土壤施用生物炭后的NO排放进行了为期一年(2013年6月至2014年5月)的原位观测,比较了生物炭与化肥混施处理(BCNPK)和常规施肥处理(NPK)的紫色土NO排放特征,无肥(CK)作为计算排放系数的对照。结果表明,玉米生长季,NPK处理下的土壤NO排放速率、累积排放通量及排放系数与BCNPK处理下相应参数之间均呈极显著差异(P0.01)。施用生物炭后,NO排放速率、累积通量及排放系数分别降低了73.1%、77.4%和85.5%,但在小麦季两种处理之间的差异均不显著(P0.05)。此外,在玉米季和小麦季,BCNPK处理单位产量的综合温室效应(yield-scale GWP)分别比NPK处理降低了79.4%和26.4%。因此,在同等氮肥施用量的条件下配施生物炭既能保证紫色土农田土壤作物不减产又能降低NO的排放。     

灌溉与施氮对留茬免耕春小麦氮素吸收和氮肥损失的影响

在甘肃省石羊河流域绿洲灌区,采用裂区设计大田试验,研究不同灌溉量（常规灌溉（327 mm）、节水20%灌溉（261 mm）、节水40%灌溉（196 mm））和施氮量（0,140,221,300 kg/hm^2）对留茬免耕春小麦植株吸氮量、收获期土壤硝态氮（NO3^--N）含量和氮肥损失的影响。结果表明,在留茬免耕农田中,灌溉量从196 mm增加到327 mm,小麦籽粒含氮量从1.55%增加到1.71%,植株吸氮量从134 kg/hm^2增加到190kg/hm^2。当施氮量超过221 kg/hm^2时,籽粒含氮量、秸秆含氮量、植株吸氮量不再显著增加。施氮300,221,140 kg/hm^2处理的植株吸氮量比不施氮处理的分别提高47%,37%和18%;在春小麦收获期,土壤表层（0-60 cm）NO3^--N含量随灌溉量增加而减少,随施氮量增加而增加,灌溉和施氮对60 cm以下土壤NO3^--N含量影响不明显。与不施氮处理相比,施氮300,221,140 kg/hm^2的氮肥损失分别为186,137,94 kg/hm^2。     

等氮量下不同分施次数对燥红壤N2O排放的影响

通过室内培养试验研究等氮量下不同施肥次数对N_2O排放的影响。试验设一次性施氮(S1,将200 mg/kg氮肥一次性施入土壤),二次分施(S2,将200 mg/kg氮肥分两次平均施入土壤),三次分施(S3,将200 mg/kg氮肥分80、60、60 mg/kg 3次施入土壤)和空白(CK,不施肥)4个处理。培养在65%田间持水量,30℃恒温箱中进行。结果表明,氮肥施入显著促进土壤N_2O排放;等施氮量下,不同分施次数使土壤pH呈显著性差异,而土壤pH的差异又影响了土壤N_2O累积排放量;分施次数越多,土壤酸化程度越强,N_2O累积排放量越少。因此,在等施氮量下,要充分考虑土壤酸化、N_2O排放、NO–3-N积累以及施肥成本等,确定合理分施次数。     

玉米地土壤反硝化速率与N2O排放通量的动态变化

应用乙炔抑制原状土柱培育法测定了4种施肥处理的玉米地N素反硝化损失速率和氧化亚氮（N2O）排放通量，并分析了它们与土壤湿度、土壤温度以及硝态氮（NO3^-－N）含量之间的关系，计算了因反硝化和N2O排放造成的N肥损失率。结果表明，玉米生育期内土壤N素的反硝化损失量为0．67－3．85kg/hm^2，N肥的反硝化损失率为0．5％－1．5％；土壤N2O排放总量为0．55－1．42kg/hm^2，N肥的N2O排放系数为0．2％－0．5％。     

不同缓控释氮肥对连作春玉米产量及氮肥去向的影响

在山西省连作春玉米区连续4年设置大田定位试验,设置不施氮肥(CK)、一次性基施尿素(CU1)、追施尿素(CU2)、树脂包膜尿素(PCU)、硫包衣尿素(SCU)、多酶金缓释尿素(MEU)6个施肥处理,研究施用缓控释氮肥对春玉米产量、氮肥去向及氮素平衡的影响,为春玉米氮素养分的科学管理技术提供参考。结果表明:(1)缓控释氮肥处理能够明显提高春玉米产量,促进氮素吸收。与CU1处理相比,SCU、MEU、PCU和CU2处理可分别提高春玉米产量17.51%,9.88%,9.62%,9.48%,同时氮肥农学利用效率分别提高7.5,4.2,4.1,4.1 kg/kg。(2)不同缓控释氮肥处理的作物吸收肥料氮以及肥料氮在0-100 cm土层残留量之间存在显著差异。SCU、MEU、PCU、CU2和CU1的氮肥表观利用率分别为36.1%,32.5%,26.5%,26.7%,19.5%,肥料氮在0-100 cm土层残留量分别占施氮量的28.5%,31.6%,35.7%,35.5%,39.1%。此外,与一次性基施尿素相比,缓控释氮肥能够显著降低肥料氮的损失,SCU、MEU、PCU和CU2分别降低了22.65%,18.81%,8.99%,8.47%。(3)综合分析不同氮肥处理的农田氮素平衡,SCU处理的春玉米吸氮量最高,为261.5 kg/hm^2,其次是MEU,为253.5 kg/hm^2。SCU的0-100 cm土层残留量在缓控释氮肥中最低,为124.1 kg/hm^2,MEU和PCU分别为131.04,140.09 kg/hm^2。SCU处理的氮表观损失量最低,为106.3 kg/hm^2,MEU和PCU分别为111.6,125.1 kg/hm^2。在山西省春玉米主产区土壤上,缓控释氮肥能够显著促进春玉米对氮素的吸收,减少氮素损失。硫包衣尿素和多酶金缓释尿素的效果相对较好。     

施肥对稻田温室气体排放及土壤养分的影响

【目的】农业活动引起的温室气体排放对全球变暖的影响日益得到关注,本试验研究不同施肥处理对稻田温室气体排放、 产量和土壤养分的影响,以期为农田可持续利用和温室气体减排提供依据。【方法】在长江中下游地区稻麦轮作区进行田间试验,设置不施氮肥(CK)、 当地习惯施肥(FP)、 推荐N肥(OPT)、 有机无机配施(OPT+M)、 秸秆还田(OPT+S)5个处理,采用静态箱/气相色谱(GC)法测定了稻季CH4、 N2O和CO2的排放情况,调查了不同施肥措施对稻田温室气体增温潜势以及产量,测定了土壤养分,并综合产量和增温潜势对温室气体排放强度进行分析,提出该区域稻田减排增产的合理施肥措施。【结果】 1) 不同处理CH4季节排放总量为OPT+SOPT+M FP OPT CK,排放量为99.02~143.69 kg/hm2; N2O季节排放量为FPOPT+MOPT OPT+S CK,排放量范围为0.95~3.57 kg/hm2; CO2排放顺序与CH4季节排放趋势一致,排放量为7231.64~13715.24 kg/hm2。2)根据稻季CH4和N2O季节排放量以及在100年尺度上的CO2当量计算,不同处理温室气体全球增温潜势大小顺序为OPT+SOPT+M FP OPT CK。在CK、 FP、 OPT、 OPT+M和OPT+S的全球增温潜势中,N2O占的比重分别为10.31%、 26.39%、 21.51%、 22.91% 和11.58%,CH4所占比重分别为89.69%、 73.61%、 78.49%、 77.09%和88.42%。稻田N2O的排放量很少,排放以甲烷为主,因此不同施肥措施所排放的N2O对综合温室效应的贡献远低于CH4。相对于当地习惯施肥处理,OPT、 OPT+M和OPT+S 3种优化施肥措施均在减少化肥施用量的情况下增加了水稻产量,增产率分别为3.6%、 14.3%和 8.5%,其中以有OPT+M处理增产效果最明显。3)不同施肥处理下,CO2排放强度为FP(0.56)OPT+S(0.52) OPT(0.50)OPT+M(0.49),OPT和OPT+M显著低于当地习惯施肥处理,OPT+M CO2排放强度最低。4)有机碳、 全氮、 速效磷和速效钾含量均在OPT+S处理中最高。【结论】不同施肥措施影响稻季温室气体排放,施用有机肥和氮肥均增加了CO2、 CH4、 N2O的排放,秸秆还田增加了CO2和CH4排放,减少了N2O排放。稻田减排应以减少CH4排放为主,推荐氮肥量配施有机肥为碳强度评价体系下最优处理。秸秆还田对土壤养分的改善趋势明显,虽然增加了CO2排放,但考虑到其可避免因焚烧造成大量CO2的排放,总体上依然减少了CO2的排放,但对秸秆还田的适宜量需要进一步研究。     

华北平原农田生态系统土壤C、N净矿化及尿素转化研究

以华北平原区4个农田生态系统[京郊蔬菜大棚(GH)和河北栾城(LF)、河北南皮(NF)、山东惠民(HF)3个粮田]为研究对象,采用室内好气、恒温、避光条件下培养30.d,对比研究了不同海拔和不同农业扰动强度下的农田生态系统中耕层(020.cm)土壤的净N矿化、净硝化、净C矿化以及尿素的转化,旨在探索人类农业扰动强度和地理海拔对土壤供N潜力和尿素N转化的影响。结果表明,4个地区的土壤供N潜力分别为:14.4、13.2,17.7和16.5.mg/kg,说明高度熟化的华北区农田土壤供N潜力相对稳定。以施用有机肥为主的蔬菜大棚和以施用化肥为主的粮田对土壤供N没有显著影响。农田土壤净矿化后的供N形式主要是NO3--N。以施用有机肥为主的蔬菜大棚积累了较高的土壤有机质和全N,但是土壤净C矿化以及施用尿素后CO2的排放量均低于以施用化肥为主的粮田。尿素在各区域农田土壤中水解转化后均主要以NO3--N形式存在,NO3--N占尿素水解后无机N增量的98%9～9%;华北平原农田生态系统施入尿素态N.30d后,水解成有效态无机N的转化率为63.4%8～3.2%,即每克尿素态N在京郊蔬菜大棚(GH)、栾城高产农田(LF)、南皮农田(NF)和惠民农田(HF)土壤中转化为NO3--N的量分别为0.69、0.82、0.64和0.63.g/kg,同时可使相应区域农田的CO2排放量分别增加CO21.20、1.360、.67和1.58.g/kg。     

生物质炭对集约化菜地N2O排放和蔬菜产量的影响

【目的】 本试验评价了生物质炭对菜地土壤温室气体排放和产量的长期效应。 【方法】 田间试验在江苏省南京市集约化种植菜地进行。共设置4个处理,分别为对照 (CK)、单施氮肥处理 (N)、施用氮肥 + 新生物质炭 (NC_F,C_F在2016年6月施用) 以及施用氮肥 + 4年陈化生物质炭 (NC_A,C_A在 2012 年6月施用)。生物质炭施用量为40 t/hm2。2016年11月至2017年11月连续种植4季蔬菜,分别为小青菜、空心菜、苋菜、菠菜,并伴有休耕期。每季蔬菜施氮量均为N 240 kg/hm2,其中空心菜收获三茬,在第一茬收获后按照N 240 kg/hm2 追肥一次。采用静态暗箱–气相色谱法测定N₂O浓度。 【结果】 观测期内各处理菜地N₂O排放主要集中在第二季和第三季,其单位产量N₂O排放量分别为0.038～0.131 kg/t和0.107～0.482 kg/t,而第一季和第四季的单位产量N₂O排放量分别是0.033～0.209 kg/t和0.007～0.070 kg/t。土壤温度和矿质氮变化未显著影响土壤N₂O排放通量;整个观测期内土壤充水孔隙度 (WFPS) 介于37%～93%之间,土壤含水量变化显著影响 (P < 0.01) 土壤N ₂O排放通量。与N处理相比,整个轮作周期内NC_F和NC_A处理N₂O周年累积排放量和周年排放系数均显著降低,两个施生物质炭处理之间差异不显著;NC_F处理N₂O周年累积排放量和周年排放系数降幅分别为35.6%和46.2%,NC_A处理降幅分别达38.8%和49.9%。与N处理相比,NC_F和NC_A处理均增加了集约化菜地蔬菜产量,增幅分别为4.6%和17.9%,NC_A处理达到显著水平,两个施生物质炭处理之间差异不显著。此外,NC_F和NC_A处理分别显著降低单位产量N₂O排放量49.8%和41.3% (P < 0.01)。 【结论】 在集约化菜地土壤中经4年陈化后的生物质炭仍然具有较强的减排和增产能力。与新施入的生物质炭相比,施用4年后的生物质炭增产效果更显著;施用生物质炭对集约化蔬菜生态系统减排和改善作物生产具有长期效应。      

有机无机氮肥配施对莴苣土壤N2O排放的影响

采用静态箱–气相色谱法研究不同种类有机无机氮肥配合施用对盆栽莴苣土壤N_2O排放规律及排放量的影响。试验设置不施肥(CK)、不施氮肥(PK)、施纯化肥(NPK)、有机无机肥配施1(20%猪粪氮+80%化肥氮,NPKM1)、有机无机肥配施2(20%沼渣沼液氮+80%化肥氮,NPKM2)和有机无机肥配施3(20%猪粪堆肥氮+80%化肥氮,NPKM3)共6个处理。结果表明:莴苣生育期各处理施肥后土壤N_2O排放出现多个峰值,出峰时间和大小不一;累积排放量随着生育期的进程逐渐增加,处理间差异更为明显。莴苣生育期各处理土壤N_2O平均排放通量及累积排放量范围分别为0.10～0.25 mg/(m2·h)和1.37～3.42 kg/hm2,大小均表现为NPKNPKM2PKNPKM1NPKM3CK。土壤N_2O排放系数范围为0.13%～0.68%,大小表现为NPKNPKM2NPKM1NPKM3。与NPK处理相比,NPKM1、NPKM2和NPKM3处理莴苣土壤N_2O累积排放量均分别降低48.08%、25.75%和48.30%,产量分别增加48.66%、22.13%和53.76%。总之,施用纯化肥会促进菜地土壤N_2O的排放,而不同种类有机无机氮肥配施能有效减少N_2O排放且提高作物产量,以猪粪类配施效果最佳。因此,有机无机配施是菜地N_2O减排、降低蔬菜种植中氮素损失的重要途径。     

氮肥减施对黄淮海地区麦田温室气体排放的影响

为探讨玉米秸秆还田条件下,氮肥减量施用对黄淮海区域小麦田温室气体排放的影响,通过田间试验,以农民传统施氮量作为对照(CK),研究了不同氮肥减量施用条件下(比农民传统施氮量减少10%(N_1)、20%(N_2)、30%(N_3)和40%(N_4)),麦田温室气体排放量和排放强度的变化。结果表明,不同氮肥减量施用条件下,温室气体(CO_2、N_2O和CH_4)排放通量均具有明显的季节变化。氮肥减量施用显著降低了CO_2和N_2O的排放量,但对CH_4排放量影响不显著。不同氮肥减量施用条件下,CO_2和N_2O的排放量大小分别为CKN_1N_2N_4N_3和CKN_1N_2N_3N_4,且不同处理间差异显著(p0.05)。与CK相比,N_1、N_2、N_3和N_4处理的CO_2排放量分别降低了4.9%、18.7%、36.5%和31.2%;N_2O的排放量分别降低了21.9%、32.5%、40.4%和53.5%,并且氮肥使用量与N_2O排放量间存在显著正相关关系(r=0.939p0.05)。不同氮肥减量施用条件下,CH_4吸收量的大小为N_2CKN_4N_3N_1,但不同处理间差异不显著(p0.05)。氮肥减量施用显著影响麦田温室气体排放强度(Greenhouse Gas Intensity,GHGI),表现为CKN_1N_2N_4N_3,且CK与不同处理间差异显著(p0.05)。与CK相比,N_1、N_2、N_3和N_4处理的GHGl分别降低了7.7%、11.5%、34.6%和19.2%。氮肥施用量比农民传统施氮量减少10%~30%,小麦产量间无显著差异(p0.05)。从环境和经济效益综合考虑出发,推荐氮肥最佳用量为210 kg·N·hm~(-2)(比农民传统施氮量减少30%)。在该施肥量条件下,小麦产量稳定,且温室气体排放强度最低。该研究结果可为黄淮海区域建立合理的施肥制度提供基础数据。     

生物炭对棕壤玉米田CO_2与N_2O排放的影响

在棕壤区玉米田开展对比试验,以当地常规施肥量为基础,以不施生物炭为对照CK,设3个生物炭施量处理,分别为C1(3000kg·hm~(-2))、C2(5000kg·hm~(-2))、C3(7000kg·hm~(-2)),均以基肥形式一次性施入,玉米播种-成熟收获期内定期测定土壤CO_2与N_2O排放量,以探讨不同生物炭施量对棕壤区玉米田CO_2和N_2O排放的影响。结果表明:C1、C2处理的CO_2排放量小于对照CK,分别比CK减少9.9%和8.0%,但差异不显著。在玉米不同生育时期,土壤CO_2累积排放量表现为拔节-开花阶段最高,达到800~1200mg·m~(-2)·h-1,苗期和成熟阶段排放最低。玉米全生育期内不同处理的CO_2排放量均与土壤5cm处温度呈显著正相关关系;施用生物炭对土壤N_2O排放有抑制作用,且随着生物炭添加量的增加,抑制作用加强。N_2O排放与玉米氮肥施用关系密切,两个排放高峰分别出现在施入底肥和追肥之后。C1、C2、C3处理土壤N_2O累积排放量分别比CK减少24.7%、35.2%、37.0%。研究表明,生物炭抑制了棕壤区土壤呼吸,从而抑制土壤CO_2与N_2O的排放,并与氮肥用量关系密切。随着生物炭施用量的增加,土壤对CO_2排放的抑制作用减弱,而对N_2O排放的抑制作用增加。总体而言,土壤中施加生物炭对抑制农田温室气体排放和固碳减排有积极作用,而生物炭的施用量需要综合考虑土壤条件和施肥量等多种因素。