内蒙古典型草原土壤N2、N2O、NO和CO2排放的研究——土柱培养实验

为了进一步了解内蒙古典型草原生长季内主要温室气体氧化亚氮(N2O)、一氧化氮(NO)和二氧化碳(CO2)及反硝化终产物N2的排放。采用氦环境培养-气体同步直接测定法,在不同土壤温度(5℃和20℃)和不同土壤含氧量(10%和20%)条件下,关注不同放牧处理土壤N2、N2O、NO和CO2排放。结果显示:不同放牧处理土壤N2、N2O、NO和CO2排放速率分别为0.3~2.0μgN/(h.kg)、0.02~0.4μgN/(h.kg)、0.08~0.7μgN/(h.kg)和0.01~1.9 mg C/(h.kg),N2排放为N2O的8~17倍。由于较大的空间变异性,并未观测到不同放牧处理对土壤N2、N2O、NO和CO2排放的影响。土壤温度升高和湿度增加能促进N2、N2O、NO和CO2的排放,而土壤O2含量对其排放的影响不显著。     

地膜覆盖对菜园紫色土壤环境因子及N2O排放的影响

地膜覆盖技术目前被广泛使用,为了研究地膜覆盖对土壤环境因子及N2O排放的影响,以重庆市典型的紫色土为研究对象,以传统不覆膜方法为对照,在萝卜生长季应用静态暗箱/气相色谱法通过原位测定进行研究。结果表明,覆膜处理方式下地下5 cm土壤温度明显变高、总生物量明显增大,均极显著高于不覆膜处理（P=0.02和P=0.005）;叶重和肉质根均明显增加（P=0.011和P=0.013）,但二者在土壤湿度及土壤硝态氮含量间则无显著差异。在萝卜生长周期内,覆膜处理下N2O平均排放通量发芽期为（70.21±10.51） μg/(m2?h),叶片生长旺盛期盛期为（65.43±5.66） μg/(m2?h);幼苗期的地膜覆盖措施使N2O排放通量最高,平均通量达（109.13±11.23） μg/(m2?h),肉质根生长期最低,为（62.81±15.10）μg/(m2?h),全季的平均排放通量为（58.59±10.76） μg/(m2?h),总排放量为1.58 kg/hm2。而常规对照条件下全季N2O的平均排放通量为（51.39±12.09） μg/(m2?h),总排放量1.30 kg/hm2,覆膜与不覆膜相比N2O排放全季增加了21.5%。因此,覆膜处理既能增加萝卜产量,也能增加N2O的排放。     

长期施肥下红壤旱地CO2、N2O排放特征

摘 要：基于中国农业科学院红壤实验站长期定位试验,采用静态箱/气相色谱法,研究红壤旱地小麦生长季节不同施肥处理(CK、NP、NPK、NPKM、1.5NPKM)下土壤CO2、N2O排放差异。结果表明,长期不同施肥处理形成不同的土壤肥力以及作物生长的差异是影响土壤呼吸CO2、N2O排放的重要因素,红壤旱地小麦季土壤呼吸CO2、N2O排放具有明显的季节变化特征;在小麦生长季,不同施肥处理之间土壤呼吸CO2、N2O排放通量差异显著,土壤呼吸CO2年累积排放量在8284.02 kg?ha-1～15863.48 kg?ha-1之间,N2O年累积排放量在0.37 kg?ha-1～2.04 kg?ha-1之间。各处理土壤呼吸CO2排放通量的大小变化：1.5NPKM>NPKM>NPK>CK>NP;土壤呼吸N2O平均排放通量大小顺序为1.5NPKM>NPKM>NPK>NP>CK;有机肥的施用显著增加了土壤呼吸CO2和N2O的排放(P<0.05)。土壤呼吸CO2与N2O排放分别与土壤温度和土壤水分显著相关性。     

4种典型亚热带森林生态系统生长季地表N2O通量特征

为了探讨森林地表N2O通量特征,在湖南省大山冲森林公园选取4种典型的亚热带森林类型：杉木人工纯林(CL)、马尾松-石栎-南酸枣针阔混交林(PM)、南酸枣-豹皮樟-四川山矾-台湾冬青阔叶混交林(CA)、青冈-石栎-马尾松-南酸枣常绿阔叶林(CG),采用静态暗箱-气相色谱法测定4种森林类型的地表N2O通量,研究亚热带地区典型森林类型土壤N2O通量在生长季的变化特征。结果表明：在生长季除南酸枣-石栎林表现为N2O的汇外[-27.21 μg/(m2?h)],其余3种林分地表通量均表现为N2O的源,平均通量按从大到小的顺序为：马尾松-石栎林[34.61 μg/(m2?h)]>杉木纯林[30.48 μg/(m2?h)]>青冈林-石栎[5.82 μg/(m2?h)];从整个生长季来看,不同坡位马尾松-石栎林、杉木纯林、青冈林-石栎和南酸枣-石栎地表N2O通量的变化不明显;相关性分析表明,不同林分之间的N2O通量与土壤湿度、温度等理化性质有密切关系,土壤水分是影响该地区森林地表N2O通量的主要因子,温度通过影响土壤水分间接影响土壤N2O的释放量。     

水稻田土壤N2O和CO2排放日变化规律及最佳观测时间的确定

采用静态箱（暗箱）-气相色谱法,对水稻田土壤中温室气体的排放进行了连续观测,以探索水稻田土壤N2O和CO2排放日变化规律,确定最佳观测时间。结果表明：氮肥的施用对N2O和CO2的排放具有显著的促进作用,各处理水稻田土壤N2O排放日变化规律有明显差异,而CO2排放的日变化规律差异不显著。在整个观测时期内（120 h）,对照处理水稻田土壤N2O的排放变化不大,且排放通量较低。施氮处理在施肥前24 h和施肥后24 h N2O的排放通量变化不明显,而在施氮肥后48~96 h内排放通量增大较显著,在96~120 h内,N2O的排放逐渐减少。各处理水稻田土壤CO2排放的日变化规律较相似,在施氮肥前,各处理水稻田土壤CO2排放无显著差异。在施氮肥后24~48 h、48~72 h、72~96 h和96~120 h观测时间段内,自当日15：00至次日9：00,各处理CO2的排放通量均呈现先减小后增大的趋势,且施氮处理CO2的排放通量显著高于对照处理。通过对120 h内水稻土壤N2O和CO2排放通量进行矫正分析,在9：00—11：00进行观测时,CO2和N2O的排放通量与一天的平均值最接近,能够代表一天温室气体排放通量。     

氮沉降对湿地松林土壤呼吸的影响

为了阐明湿地松林土壤呼吸对氮沉降响应的变化规律以及氮沉降是否改变土壤呼吸温度敏感性系数,运用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统测定模拟氮沉降4种不同处理水平[0、5、15、30 g/(m2?a)]下湿地松林(Pinus elliottii)的土壤呼吸速率及土壤温、湿度。结果表明：湿地松林土壤胡须呈明显季节变化,7月最高,1月最低。各处理土壤呼吸年累积量为：对照(CK)[5.28±1.02 t/(hm2?a)]、低氮[LN 4.51±0.64 t/(hm2?a)]、中氮[LN 4.66±0.51 t/(hm2?a)]和高氮[HN 4.20±0.43 t/(hm2?a)]。全年对照处理土壤呼吸速率平均值为CK[1.44±0.28 μmol/(m2?s)]比各氮沉降处理LN[1.20±0.17μmol/(m2?s)]、MN[1.24±0.13μmol/(m2?s)]、HN[1.11±0.11μmol/(m2?s)]高16.6%、13.8%、22.9%。土壤呼吸速率与10 cm土壤温度呈显著相关正指数关系(P<0.01),相关性指数(R2)在0.6049~0.7557之间,湿地松林在各处理氮沉降下温度敏感性系数分别为LN(1.72)、MN(1.75)、HN(1.79)同对照(2.35)相比有降低趋势。土壤呼吸与5 cm土壤湿度之间呈二次方程关系,但相关性不显著(P>0.05)。研究表明,氮沉降是影响湿地松林CO2通量的一个重要因子。     

氮沉降和CO2浓度增加对土壤磷素含量的影响

为了研究不同N沉降水平下,大气CO2浓度升高对三江平原小叶章群落土壤全磷、速效磷含量的影响。利用开顶气室(open-top chamber,OTC),设置当前大气CO2浓度(370 μmol/mol)、中等CO2浓度(550 μmol/mol)和高CO2浓度(700 μmol/mol)3个CO2浓度水平和不施氮[N1,0 g N/(m2?年)]、常氮[N2,4 g N/(m2?年)]、高氮[N3,8 g N/(m2?年)]3个施氮水平。结果表明：CO2浓度升高结合氮沉降连续运行2个生长季后,相同处理下,土壤全磷、速效磷的含量没有显著变化。各处理仅对0~10 cm土层土壤磷素含量影响明显,对下面2层土壤磷素含量无显著影响。在相同氮沉降水平下,0~10 cm土层土壤全磷、速效磷的含量随着大气CO2浓度的增加呈现出先增大后减小的变化趋势。氮的加入对土壤的全磷的含量没有显著影响、却减小了0~10 cm土层土壤速效磷的含量。土壤全磷的含量与土层深度密切相关,随着土层深度的增加而降低。     

农田温室气体N2O排放研究进展

N2O是重要的温室气体之一,1mol N2O的温室效应是CO2的150～200倍.在提倡发展“农业现代化即机械化+化学化”的模式下,农业已然成为温室气体排放的第二大排放源.综述了农田N2O的产生机制以及影响农田土壤N2O排放的相关因素,同时从对土壤养分控制的角度入手提出了相应的减排措施.     

水葫芦堆肥中N2O排放特征及其影响因子研究

为了明确水葫芦堆肥过程N2O排放的影响因子,为减少水葫芦堆肥过程中N2O排放提供理论依据,笔者采用静态箱-气相色谱法,研究水葫芦（Eichhornia crassipes）堆肥过程中N2O排放动态,探讨了堆温、C/N、氮素形态、化学保氮剂、翻堆频次对N2O排放量的影响。结果表明：N2O日均排放量在水葫芦堆肥后5~10天达最大值,N2O累积排放量呈对数曲线变化趋势;N2O日均排放量与堆温、NH4+-N含量成极显著线性正相关,降低堆温、增加C/N比,可以减少水葫芦堆肥过程中N2O排放量;添加化学保氮剂处理,可以降低水葫芦堆肥过程0~8天的N2O排放量,但整个堆肥过程的N2O累积排放量大于对照处理;减少翻堆频次可降低N2O的排放。     

光照和施氮量对水稻根、叶际N2O排放的影响

旨在探讨光照和施氮量对水稻根、叶际N_2O排放的作用机制。采用水培方法,在小型光控培养箱内进行,将水稻(品种为培杂泰丰)地上部和地下部严格分隔在试验装置内室和外室条件下,用气相色谱法测定水稻根、叶际排放的N_2O量。首先进行了室内弱光(8:00-18:00, 4 000 lx)、NH_4NO_3为氮源条件下,不同生育期(如分蘖期、开花结实期、成熟衰老期)的水稻在不同施氮量(低氮,30 mg/L;中氮,60 mg/L;高氮,90 mg/L))情况下的试验。在此基础上,进行了弱光(4 000 lx)、强光(8 000 lx)和自然光的不同光照条件下的脱氮(0 mg/L)、低氮(30 mg/L)、高氮(90 mg/L)试验。弱光试验条件下,低氮(30 mg/L)、中氮(60 mg/L)、高氮(90 mg/L)处理的水稻分蘖期叶际及根际N_2O排放通量分别为34.9,42.4,98.3μg/(m~2·h)和29.6,79.6,246.1μg/(m~2·h),随着施氮量增加,水稻根、叶际N_2O排放显著增强(P0.05),且开花结实期及成熟衰老期试验亦获得相似的结果。在弱光(4 000 lx)、强光(8 000 lx)和自然光的不同条件下,脱氮(0 mg/L)、低氮(30 mg/L)、高氮(90 mg/L)处理的水稻开花结实期叶际平均N_2O排放通量分别为2.9,29.1,116.3μg/(m~2·h),23.6,40.1,120. 1μg/(m~2·h)和10.9,26.2,131.3μg/(m~2·h),强光、自然光照下脱氮与低氮处理间水稻叶际N_2O排放差异不显著(P0.05)。弱、强光及自然光条件下,脱氮、低氮、高氮处理的水稻根际N_2O排放通量分别为3.3,77.1,308.4μg/(m~2·h),14.1,45.6,182.4μg/(m~2·h)和19.3,44.9,224.6μg/(m~2·h),强光、自然光照下脱氮与低氮处理间水稻根际N_2O排放差异亦不显著(P0.05)。弱光条件下,供氮范围内随着施氮量的增加,水稻根、叶界面N_2O排放通量随之增强;但对比弱光试验,相同供氮(1N、3N)水平条件下强光、自然光有抑制水稻根际N_2O排放作用,且强光、低氮(1N)的协同作用限制水稻根、叶际N_2O排放的效果显著。     

短花针茅荒漠草原土壤氮对不同放牧方式的响应

为揭示荒漠草原土壤氮素对不同放牧方式的响应,以短花针茅荒漠草原为研究对象,采用自由放牧(CG)、禁牧(BG)、休牧40天(DG1)、休牧50天(DG2)和休牧60天(DG3)试验处理,于2008年8月对各处理区内土壤全氮和速效氮含量进行同一土层间的分布差异和处理区内的垂直分布变化进行研究。结果显示：CG区土壤全氮含量最低,其各层含量均值为0.76 g/kg;速效氮含量相对其他处理区在0~10 cm和10~20 cm层含量较高,其含量分别为87.41 mg/kg和131 mg/kg。BG区速效氮含量在20~30 cm和30~40 cm层较低,含量分别为56.82 mg/kg和51.59 mg/kg。在垂直分布上,土壤全氮在0~10 cm和30~40 cm层含量较高,平均含量分别为1.33 g/kg和1.09 g/kg;土壤速效氮含量在10~20 cm层含量较高,各处理区平均为91.86 mg/kg。休牧相对于自由放牧有利于草地土壤氮素的保持与稳定。     

‘沙糖桔’结果树的营养需求特点研究

选择具有代表性的水田和山坡2个类型土壤种植的已结果的‘沙糖桔’果园,采集叶片、树体和果实样品,测定其不同生育期的元素含量,分析2种种植类型的‘沙糖桔’营养元素含量季节性动态变化和各元素需求比例,提出适合当地‘沙糖桔’生长所需的营养元素施肥配方。结果表明：（1）P在开花期需求最高,K在开花期至幼果期需求最高;Ca和Cu在开花期最低,之后逐渐升高,成熟期达到最高;而Mg、Zn、Fe、Mn、B需求量均为开花期稍低,但是各生育期需求较为稳定。（2）水田种植的沙糖桔树体中大量元素N、P、K和中量元素Ca、Mg含量普遍高于山坡种植的;前者微量元素Cu、Zn、B含量低于后者,而微量元素Fe、Mn含量有相反的趋势。（3）根据多个果园的数据分析,生产1 t的‘沙糖桔’果,需N 1.242 kg、P 0.138 kg、K 1.366 kg、Ca 0.476 kg、Mg 0.126 kg、Fe 0.72 g、Mn 0.97 g、Cu 2.47 g、Zn 1.58 g、B 1.34 g;根据肥料利用率和柑桔类果树的氮磷钾施肥比例,推算生产1 t‘沙糖桔’时全年应施N 12.95~15.11 kg,P2O5 7.77~9.1 kg,K2O 12.95~15.11 kg。     

相同碳氮比有机物料矿化1年对植烟土壤养分的影响

为探索不同有机物料相同碳氮比矿化1年对植烟土壤肥效作用,通过盆栽试验,将猪粪、玉米秸秆和生物炭调节碳氮比为25:1,经过1年自然矿化后在添加基础肥料的基础上分析不同有机物料对植烟土壤酶活性及氮磷钾含量的影响。结果表明,猪粪和玉米秸秆分别显著提高了土壤脲酶(最大值2.91 mg/(g·d))和蔗糖酶活性(最大值17.02 mg/(g·d))。与对照(不施有机物料)相比,施用有机物料在自然矿化1年后对土壤氮素仍有显著提升作用,其中猪粪处理表现出明显优势。同时,猪粪与生物炭显著提高了土壤速效钾和有机质含量,最大值分别达到1101 mg/kg和54.56 g/kg;猪粪也明显提升了土壤速效磷含量(727.95 mg/kg)。综上所述,相同碳氮比下豫中烟区土壤施用猪粪和生物炭在自然矿化1年后对植烟土壤养分含量的提升作用显著。     

氮磷钾肥对马铃薯营养状况及块茎产量的影响

试验分别在甘肃省景泰县、内蒙古自治区达拉特旗和河北省沽源县3个马铃薯生产基地进行,在基地常规N、P2O5、K2O肥施用量分别为300、345、375kg/hm2的基础上,研究改变磷、钾、氮肥用量对马铃薯营养状况、块茎产量以及土壤养分的影响。试验结果表明,氮、磷、钾肥用量分别从N300、P2O5345、K2O375kg/hm2降低到180、180、225kg/hm2,对植株干物质累积量没有显著影响,3个基地都呈相同的趋势;3个基地不同处理的块茎产量也没有显著性差异。因此,在试验条件下,氮、磷、钾肥用量和比例为180-180-225的施肥处理,其经济效益较高。施肥对土壤养分含量有较大的影响,特别是磷肥,当施用磷肥后,土壤速效磷含量显著提高,而且主要存在于表层土壤(0￣20cm),这说明缺磷土壤通过施用磷肥,可提高土壤有效磷水平。     

生物有机肥对苹果幼苗生长、生理特性以及土壤微生物功能多样性的影响

为明确生物有机肥不同施入量对苹果幼苗长势及根际土壤微生物功能多样性的影响,以1年生'烟富8号'苹果幼苗为试验材料,采用盆栽试验,设置4个处理,即鸡粪CK[35 g/(kg·土)]、生物有机肥T1[23.3 g/(kg·土)]、T2[35 g/(kg·土)]及T3 [70 g/(kg·土)].结果 表明,生物有机肥增加苹...