内蒙古典型草原土壤N2、N2O、NO和CO2排放的研究

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,本研究采用氦环境培养--气体同步直接测定法,在不同土壤温度（5°C和20°C）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0.3~2.0 [μgN/(h?kg)]、0.02~0.4 [μgN/(h?kg)]、0.08~0.7 [μgN/(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。     

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。     

生物炭对土壤N2O和CH4排放影响的研究进展

为了探讨生物炭对土壤N2O和CH4排放影响的途径和机理,在综合评述前人研究的基础上,就生物炭对土壤N2O和CH4排放的影响因素、途径和影响机理进行了分析,提出了不同土壤的生物炭施用原则,并指出了今后生物炭研究应注意的问题:(1)明确土壤中2种温室气体排放特点,园地制宜地选择合适的生物炭类型;(2)注意生物炭的添加时机和用量;(3)目前学者所用的生物炭类型以及土壤种类不同,关于生物炭影响土壤N2O和CH4排放的研究结论不同.在这方面的研究工作还应在完善生物炭施用标准的基础上,继续进行生物炭还田的本地化试验验证,才能为生物炭对土壤N2O和CH4排放的影响得出更明确的结论.     

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。     

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。     

不同施氮水平对农田黑土净氮转化速率和温室气体排放的影响

探讨不同施氮水平对农田黑土氮素转化和温室气体排放的影响,以期为农田合理施肥提供科学指导。以黑龙江省农田黑土为对象,采用室内培养试验,研究土壤净氮矿化速率、净硝化速率、N₂O和CO₂排放速率及累积排放量对不同施氮水平[0 mg N/kg (N0)、40 mg N/kg (N40)、60 mg N/kg (N60)、80 mg N/kg (N80)]的响应。结果表明,不施氮的N0处理土壤净氮矿化速率为0.03 mg N/(kg·d),而N40、N60和N80处理土壤净氮矿化速率分别为-0.71、-1.01、-1.27 mg N/(kg·d),均表现为对氮的净固定。施氮显著促进了土壤硝化作用,N0处理土壤净硝化速率为0.32 mg N/(kg·d),而N40、N60和N80处理土壤净硝化速率分别为N0处理的15.2、19.7、24.0倍。在0~60 mg N/kg施氮水平内,土壤N₂O排放速率随施氮水平的增加而显著增加,施氮水平增加至80 mg N/kg时,N₂O排放速率反而显著低于N60处理。N0处理的N₂O排放比例为8.11‰,施氮后N₂O排放比例显著降低,N40、N60和N80处理的N₂O排放比例分别为1.48‰、1.72‰和1.15‰,3个施氮水平间没有显著差异。与N0处理相比,施氮显著抑制了土壤CO₂的排放,但CO₂累积排放量不受施氮水平的影响。研究表明,施氮水平显著影响土壤净氮转化速率和温室气体排放,研究结果对加深农田黑土氮转化规律的理解及氮肥的合理施用具有实际意义。     

秸秆还田对热带土壤-水稻种植系统N2O排放的影响

为研究秸秆还田对热带地区稻田N2 O排放的影响,以不同管理措施下耕作4 a的稻田土壤为基础,通过盆栽试验观察种植水稻后N2 O排放动态变化.试验设置了不施氮对照(CK)、常规施氮(CT)、单施秸秆(ST)和常规施氮+秸秆(CTST)处理.结果表明,各处理N2O排放通量在-0.23～6.64 mg/(m2·h),主要集中在水稻生育前中期,CTST处理相比于CT处理显著降低了分蘖肥期田面水无机氮浓度(P<0.05),同时减少了N2O排峰的维持时间;各处理全生育期N2O累积排放量为0.13～2.85 g/m2,施氮处理显著高于不施氮处理(P<0.05),ST处理与CK处理差异不显著(P>0.05),CTST处理相比于CT处理可减排49.11％(P<0.05).因此,施用氮肥是N2O排放增加的主要原因,秸秆还田可显著减少热带土壤-水稻种植系统N2 O排放.     

生物炭对稻田温室气体CH4和N2O排放的影响综述

稻田是大气CH4和N2O的重要排放源,减少稻田CH4和N2O排放对缓解全球气候变暖具有重要意义。生物炭具有含碳量高、难分解、比表面积大、疏松多孔等特性。利用生物炭可改善稻田土壤理化性质及微生物学性质,减少温室气体的排放,提高水稻产量。在现有相关研究的基础上,结合国内外研究进展,回顾了国内外生物炭的研究历史及特性,全面评述了生物炭影响稻田温室气体排放的作用机理,以及对稻田温室气体CH4和N2O排放、综合温室效应(GWP)、温室气体排放强度(GHGI)、净生态系统经济预算(NEEB)的影响等国内外研究进展,提出了未来生物炭在稻田温室气体排放方面的研究方向。     

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.     

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。     

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。     

氮肥施用对柑橘果园土壤有机碳矿化的影响

土壤有机碳矿化是土壤向大气释放CO2的最大净输出途径,其与植被的净初级生产力的差值是判断生态系统碳“源”或“汇”的关键。采用室内模拟试验,在10、20、30℃ 3个温度条件下,研究施肥施用对柑橘果园土壤有机碳矿化的影响。结果表明：3种温度处理下,各施氮处理土壤有机碳矿化速率都表现为培养前期快速下降,培养后期保持相对稳定的趋势。在整个培养过程中,3种温度条件下各施氮处理的土壤CO2累积排放量为1328.25~2219.42 mg/kg,100 mg/kg（N4）处理土壤有机碳矿化量最大,CK处理最低,100 mg/kg（N4）和80 mg/kg（N3）2个高氮处理显著高于低氮50 mg/kg（N2）、30 mg/kg（N1）处理。土壤有机碳矿化速率随温度升高而增长,不同的土壤施氮条件下土壤有机碳矿化的温度敏感性不同,N2处理土壤有机碳矿化的温度敏感性最低,N4处理最高。柑橘果园土壤有机碳矿化受高施氮量影响较大,低施氮影响不明显。随着施氮量的增加土壤有机碳矿化的温度敏感性增加,氮肥施用和温度的共同作用可能使柑橘林向大气中排放的CO2增加。     

高寒地区土地利用方式对土壤碳氮含量的影响

本文分析高寒地区不同土地利用方式下,土壤的更新、恢复与重建过程中土壤碳氮含量的变化;对高寒地区的小蒿草原生草地天然群落、多叶老芒麦+冷地早熟禾混播人工群落、小嵩草退化群落的土壤养分的含量进行分析;0~20 cm处土壤全氮水平、有机氮含量依次为原生小嵩草群落(2.6495、1.5905 g/kg)>退化草地群落(2.5490、1.5700 g/kg)>人工草地群落(2.34、1.5015 g/kg);0~20 cm土层中全碳、有机碳的含量依次为原生小嵩草群落(15.6355、14.37 g/kg)>退化草地群落(13.609、11.359 g/kg)>人工草地群落(10.876、10.810 g/kg),植物群落的C/N均为原生小嵩草群落（5.90）>退化草地群落（5.10）>人工草地群落（4.65）;本研究表明原生植物群落对氮的吸收能力最强,具有最高的有机质保持能力维持原生小嵩草群落的生态稳定性,为高寒地区土壤的更新、土壤的恢复与重建具有极其重要的意义。     

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。     

华南主要露地蔬菜土壤的供氮指标

本文依托测土配方施肥田间试验的数据,开展露地蔬菜土壤供氮指标研究,旨为华南菜田土壤养分丰缺指标体系建设提供参考。以蔬菜不施氮肥处理与完全施肥处理的相对产量的50%、75%、90%和95%为指标,建立华南菜田土壤碱解氮丰缺指标,根据土壤碱解氮含量划分的极缺、缺、中等、高和极高5级水平的土壤供氮指标分别为小于42、42~97、97~164、164~194和大于194 mg?kg-1。针对目前逐渐采用土壤硝态氮作为土壤供氮指标的需求,建立了碱解氮-硝态氮和碱解氮-无机氮的转换方程,分别为：y硝态氮 = 0.4012x碱解氮 - 1.3695和y无机氮= 0.4955x碱解氮 + 2.0736,二者均达到极显著水平。由该方程计算得出,当蔬菜相对产量为50%、75%、90%和95%时,并对所建立的丰缺指标进行不同形态氮的指标值转换。土壤硝态氮的丰缺指标转换值为：11mg?kg-1、34mg?kg-1、66mg?kg-1和82mg?kg-1;无机氮的丰缺指标转换值为：17mg?kg-1、46mg?kg-1、86mg?kg-1和105mg?kg-1。     

充氮储藏对大豆老化劣变影响的研究

研究了充氮气调储藏对大豆老化的影响。控制氮气体积分数分别为98%和78%,比较了水分含量,储藏温度和储藏时间对大豆发芽率、浸出液电导率、丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性的影响。结果表明,充氮储藏和普通储藏的大豆种子在储藏过程中发芽率会逐渐下降,水分12.2%的大豆在20℃储藏180d时发芽率保持在85%以上,而高温(30℃)高水分(14.9%)储藏大豆储藏至90d时,发芽率已降至零,种子完全丧失活力;充氮储藏的大豆浸出液电导率和丙二醛含量均比普通储藏的对照组大豆低,根据相关性分析,发芽率、电导率、丙二醛(MDA)和过氧化物酶(POD)存在极显著或显著相关性。充氮气调储藏能在一定程度上延缓大豆在储藏过程中的老化。     

超低氧处理对采后马铃薯绿变及品质变化的影响

绿变是影响马铃薯采后品质的关键因素。研究了20℃温度、80%~85%相对湿度、24 h荧光灯照射条件下超低氧(ULO,0.3%±0.05%O2,CO20.2%)处理3 d和6 d对经2~4℃贮藏3个月的马铃薯绿变的抑制作用以及对发芽指数、还原糖、淀粉及VC含量等品质指标的影响。结果表明,马铃薯块茎经超低氧3 d和6 d处理,可明显抑制光照引起的马铃薯绿变,并有效抑制其发芽和VC含量的下降,其中超低氧处理6 d的抑制效果显著优于处理3 d,贮藏12 d后,马铃薯的绿变轻微,品质良好。