水稻秸秆还田对稻田土壤N_2O排放的影响

以湖北省两种典型水稻土壤[咸宁水旱轮作土壤(简称XR)与潜江冬泡土壤(简称QF)]为研究对象,室内培养模拟水稻秸秆还田对土壤N_2O排放的影响。设置了淹水(土水比为1∶1)和土壤充水孔隙度为80%(简称80%WFPS)2种水分条件以及添加1%水稻秸秆(简称S)、1%水稻秸秆+50 mg(N)/kg尿素(简称S+U)和空白对照(CK)3种处理,25℃恒温培养60 d。结果表明,XR土样中,淹水条件下CK、S以及S+U处理后N_2O累积排放通量分别为1.80、0.15和0.42 mg(N)/kg,而80%WFPS条件下相同处理后的N_2O累积排放通量分别为0.065、0.040和0.160 mg(N)/kg;QF土样中,淹水条件下CK、S以及S+U处理后N_2O累积排放通量分别为3.42、0.09和0.22 mg(N)/kg,而80%WFPS条件下相同处理的N_2O累积排放通量分别为4.58、1.55和5.28 mg(N)/kg。土壤轮作模式、水分和秸秆添加方式均导致了不同土壤间N_2O排放的差异,但主要受土壤氧化还原电位(Eh)的影响,其排放通量与Eh呈显著负相关。这表明土壤Eh可能是调节土壤N循环过程的关键因子。     

蚯蚓作用下不同C/N秸秆还田对土壤CO2及N2O排放的影响

为探讨蚯蚓作用下不同C/N秸秆还田对土壤CO_2及N_2O排放的影响,利用室内培养实验,选取不同C/N的四种秸秆(油菜饼、玉米叶、水稻秸、玉米秆)为材料,以无秸秆的处理为对照,比较有、无蚯蚓(Metaphire guillelmi)作用下不同秸秆施入土壤后的CO_2及N_2O排放规律。为期60 d的培养显示,无论添加何种秸秆,土壤CO_2和N_2O的累积排放量均不同程度增加,且CO_2排放系数(EFs-C)与秸秆C/N呈显著的负相关关系(R2=0.827 3)。蚯蚓活动刺激了土壤CO_2和N_2O的产生,接种蚯蚓后的油菜饼、玉米叶、水稻秸、玉米秆和对照处理CO_2累积排放量较相应的无蚯蚓处理分别增加了0.3、0.5、0.9、1.0、1.8倍,N_2O累积排放量较相应的无蚯蚓处理分别增加了1.4、1.7、1.7、1.4、9.5倍。然而,进一步的分析显示,蚯蚓提高了低C/N油菜饼处理的N_2O排放系数(EFs-N),却降低了其他秸秆处理的EFs-N。此外,低C/N油菜饼混入土壤后在培养前期即产生了较高含量的无机氮和可溶性碳,而其余秸秆混入土壤后却导致无机氮含量低于对照处理;虽然接种蚯蚓在培养后期缓慢增加了高C/N秸秆处理的无机氮,但仍低于无秸秆的蚯蚓对照处理。研究表明,接种蚯蚓和施入秸秆均能促进土壤CO_2及N_2O的排放,但蚯蚓作用下不同秸秆施用对EFs-N的影响却可能因秸秆C/N的不同而产生差异。     

土壤温室气体排放对C/N的响应

土壤碳氮比(C/N)是影响微生物活动导致土壤温室气体排放和养分有效性变化的关键因素,秸秆还田配施氮肥则是调节农田土壤C/N的重要措施。为了探讨土壤C/N对温室气体排放的影响,通过在土壤中添加等量秸秆配以不同数量N素,在室内培养条件下测定分析了土壤不同起始C/N条件下土壤温室气体排放和活性碳氮的变化动态。研究发现:不同C/N条件下,土壤温室气体排放和溶解性有机碳(DOC)、溶解性有机氮(DON)的变化趋势基本一致。土壤CO_2排放速率和DOC含量均表现为随培养时间的延长逐渐降低,培养前30 d下降幅度较大,30~75 d降低缓慢,75 d后基本平稳;土壤N_2O的排放速率和DON含量则表现为先升高后降低,N_2O的排放速率在第7 d达到最大后逐渐降低直至平稳,土壤DON含量在第14 d达到最高后逐渐降低。土壤起始C/N越低,有机碳矿化率和净氮硝化速率越高,CO_2和N_2O排放量越多;土壤CO_2和N_2O的排放速率及累积排放量不但与土壤DOC和DON含量显著相关,而且与土壤DOC/DON比值显著相关。土壤硝态氮的含量变化表现为与土壤起始C/N相关,当土壤起始C/N在20~30时,硝态氮先升高后降低;土壤起始C/N大于40时,硝态氮先降低后升高。结果表明:在实际生产中,秸秆还田后合理配施氮肥调节土壤C/N是减少温室气体排放、提高作物氮肥利用效率的重要措施,为了掌握适宜的配施量和施用时期,有必要针对不同作物农田系统继续进行田间试验研究。     

硝化抑制剂DCD和NP对温室菜田土壤氮素转化及N_2O、CO_2排放的影响

研究施加2种不同浓度的硝化抑制剂双氰胺(dicyandiamide,简称DCD)、2-氯-6-(三氯甲基)吡啶(nitrapyrin,简称NP)对设施菜田土壤一氧化二氮(N_2O)、二氧化碳(CO_2)排放及N_2O氮素转化的影响。以河北省永清县设施菜田土壤为研究对象,采用室内静态培养系统,设定温度、土壤含水量分别为(25±1)℃、70%WFPS(即土壤含水孔隙率,water filled pore space),监测土壤N_2O、CO_2排放量及土壤无机氮含量,研究DCD、NP对土壤氮素硝化作用的抑制效果。结果表明,土壤只添加尿素后,N_2O排放峰达到2 430. 03μg/(kg·d),添加含氮量的0. 1%NP、0. 8%NP、5%DCD的土壤N_2O排放峰值分别为311. 63、336. 46、1 435. 07μg/(kg·d),添加0. 1%NP对于N_2O减排效果最好;添加0. 8%NP的土壤CO_2累积排放量为757. 87 mg/(kg·d),明显高于其余各处理; NP和DCD 2种硝化抑制剂提高了土壤铵态氮的含量,而且添加0. 8%NP对硝态氮的抑制效果更为明显。     

活性碳源对蔬菜地土壤硝态氮及氮氧化物气体的影响

室内25℃条件下,于存在硝态氮累积、50%田间持水量的设施蔬菜地土壤中,分别添加含碳(C)量为0、0.5、1.0、1.5 g/kg的活性碳源葡萄糖,分别标记为C0、C1、C2、C3,研究活性碳用量对土壤硝态氮及其氮氧化物气体NO、N2O(含量均以氮计)的影响。结果表明,培养16 d,C0处理土壤铵态氮、硝态氮含量相对稳定,C1、C2、C3处理的土壤硝态氮含量均由初始870 mg/kg降至10 mg/kg以下,且葡萄糖用量越高,硝态氮下降越快;培养16 d后,C1、C2、C3处理的土壤铵态氮由初始30.8 mg/kg分别提高到302.0、33.9、62.5 mg/kg;葡萄糖添加显著提高土壤NO、N2O的排放,C0处理土壤NO、N2O的累积产生量分别为3.80、0.04 mg/kg,C1、C2、C3处理NO、N2O的累积产生量则分别达到4.0~11.7、3.3~62.4 mg/kg。添加活性碳源能有效降低设施蔬菜地土壤积累的硝态氮,但也应充分重视NO、N2O的排放。     

添加玉米秸秆及其生物质炭对砖红壤N2O排放的影响

为比较秸秆和生物质炭对土壤氧化亚氮排放的影响,利用室内培养试验研究生物质炭、秸秆添加对土壤性质、硝化作用及N_2O排放的影响。试验设生物质炭、秸秆和空白3个处理,试验培养条件为30℃和75%田间持水量。结果表明,添加秸秆和生物质炭显著提高土壤pH、有机碳和速效K含量,其中秸秆对土壤pH的增加作用更为突出。与对照(1 604.82±168.93μgN_2O-N·kg~(-1))相比,添加秸秆和生物质炭减少N_2O排放量分别为58.0%和65.6%,但二者减排机理不同;秸秆对N_2O的减排因生物的氮固定,降低了硝化反应底物的有效性,生物质炭对N_2O减排可能源于硝化过程中较低的N_2O产生比例。由于生物质炭显著促进土壤硝化速率,而产生较多的NO_3~-,使得热带地区砖红壤硝态氮的淋失风险增大。     

添加石灰和秸秆对土有机碳固持的影响

【目的】研究作物秸秆与石灰配施对土壤CO_2排放、土壤有机碳(SOC)固持、土壤无机碳(SIC)转化的影响机制,以及SOC固持对初始SOC含量的响应。【方法】采用室内恒温培养试验及稳定同位素技术(13C),选用经16年不同碳氮水平管理,且长期进行冬小麦-夏休闲种植的2个供试土壤样品:S_0N_0土壤(不进行秸秆还田+不施用氮肥)和S_1N_1土壤(高量秸秆还田+高量施用氮肥:240 kg·hm-2),将S_0N_0土壤和S_1N_1土壤分别在添加秸秆(12g·kg~(-1))或不添加秸秆以及添加石灰(3 g·kg~(-1))或不添加石灰的情况下于25℃黑暗条件中培养120 d。【结果】未添加秸秆和石灰时,S_1N_1土壤的CO_2累积释放量比S_0N_0土壤高出42.9%;添加等量秸秆不仅提高了S_0N_0土壤和S_1N_1土壤的CO_2累积释放量(81.6%,70.4%),而且S_0N_0土壤CO_2累积释放量的增加幅度高于S_1N_1土壤,这说明秸秆的添加对初始SOC含量低的土壤即S_0N_0土壤的原SOC矿化影响更大。但是无论添加秸秆与否,石灰的加入使S_0N_0土壤和S_1N_1土壤的CO_2累积释放量分别降低了428.11和528.52 mg·kg~(-1)。与空白土壤相比,添加秸秆使S_0N_0土壤和S_1N_1土壤的SOC含量分别提高了2.95和3.19 g·kg~(-1);但是与单独添加秸秆相比,同时添加秸秆和石灰使S_1N_1土壤的SOC显著降低了1.36 g·kg~(-1),而对S_0N_0土壤的SOC含量没有影响。利用13C稳定同位素技术发现,添加秸秆能促使新形成SOC;其中,S_0N_0土壤中新形成的SOC含量比S_1N_1土壤高出0.77 g·kg~(-1);然而与单独添加秸秆相比,同时添加石灰和秸秆后新形成的SOC与其相差无几,说明石灰的加入对秸秆的腐解不会造成影响。在S_0N_0土壤和S_1N_1土壤中,添加秸秆使SOC净固持量分别提高了3 066.3和2 480.53 mg·kg~(-1);同时添加石灰和秸秆对S_0N_0土壤的SOC净固持量无显著影响,但是S_1N_1土壤的SOC净固持量则呈现下降的趋势。石灰的加入使S_0N_0土壤和S_1N_1土壤的CO_2释放量分别降低了469和529 mg·kg~(-1),同时使SIC含量分别提高了443和566 mg·kg~(-1)。【结论】初始SOC含量低的土壤具有更高的固碳潜力;添加钙源能够与土壤CO_2通过化学反应生成无机碳—碳酸钙的方式从另一个角度达到土壤固碳减排的目标。     

添加硝化抑制剂、秸秆及生物炭对亚热带农田土壤N2O排放的影响

为了筛选适合亚热带农田土壤性质和气候条件的N_2O减排调控措施,采用室内培养试验研究了添加硝化抑制剂、秸秆和生物炭三种调控措施对亚热带红壤(JX)和紫色土(SC)农田土壤N_2O排放的影响。结果表明,在添加硝化抑制剂(三氯甲基吡啶)的初期阶段(24 h),可显著降低两种土壤N_2O的排放,尤其是SC土壤,抑制程度可达62%。而生物炭的添加可显著增加JX土壤的N_2O排放,但在SC土壤中虽有升高趋势却不显著。添加秸秆对土壤N_2O排放的影响与秸秆类型和性质、土壤质地和理化性质,以及添加的时长有关。短时条件内(24 h),苜蓿和水稻秸秆可显著增加SC土壤N_2O排放,而添加甘蔗渣后N_2O排放虽有增加但不显著;JX土壤中添加水稻秸秆可显著刺激N_2O排放,但苜蓿和甘蔗渣则显著降低了其排放。添加秸秆较长时间后,苜蓿和水稻秸秆对土壤N_2O排放的影响程度下降,而甘蔗渣在6个月后仍能显著降低SC土壤N_2O的排放。研究表明,在对土壤进行调控时,若以减少N_2O排放为目的,应当根据土壤类型和性质选择合适的措施。     

添加生物炭对滨海盐渍型水稻土供氮能力的影响

采用室内淹水培养的方法,研究了添加等碳量的水稻秸秆生物炭、腐熟水稻秸秆和普通水稻秸秆及不同淹水培养时间(淹水培养30 d、60 d、90 d和180 d)对滨海盐渍型水稻土供氮能力的影响,为制定合理的秸秆还田措施提供科学参考。结果表明,各处理均可以提高土壤有机碳含量和碳氮比(C/N),添加生物炭的土壤有机碳和C/N显著高于其他处理(P<0.05)。各处理对土壤氮素矿化有显著影响,其中,添加生物炭处理明显提高了土壤氮素矿化量。各处理土壤供氮能力均随培养时间的延长呈现先增加后降低的趋势,培养90 d时土壤氮素矿化量最高。添加生物炭可以促进滨海盐渍型水稻土氮素的矿化,增强土壤供氮能力。     

增温对秦岭温带森林土壤N_2O通量的影响

为探讨气候变暖对温带森林土壤N_2O通量的影响,在秦岭火地塘林区锐齿栎林内利用开顶式增温装置对土壤进行2 a的增温模拟试验,分析增温条件下土壤N_2O通量的变化规律和土壤特性对N_2O通量的影响。结果表明:增温处理使锐齿栎林土壤N_2O通量增加了13.9%,年排放量(1.88±0.57) kg/(hm~2·a),其中显著增加了春季和夏季土壤N_2O通量。增温处理对土壤碳氮含量影响显著,与对照相比,土壤硝态氮含量平均增加8.4%,土壤有机碳和全氮含量分别下降了30.1%、34.9%,C/N提高了7.5%。土壤N_2O通量与土壤温度、含水量、硝态氮含量,呈显著的正相关(P0.05),与土壤有机碳含量呈显著负相关(P0.05)。土壤温度和硝态氮含量可以解释土壤N_2O通量变异的70%以上,土壤含水量可以解释变异的39.5%。因此,土壤温度和硝态氮含量是影响土壤N_2O通量的关键因子,未来气候变暖会增加秦岭锐齿栎林土壤N_2O的排放。     

小麦秸秆生物质炭添加对第四纪红壤CO_2和N_2O排放的影响

生物质炭具有含碳量高、吸附性强、不易分解等特点,农田施用生物质炭被认为是一种新型的土壤固碳和温室气体减排措施。本研究以第四纪红色粘土母质发育的红壤为对象,添加不同量的小麦秸秆生物质炭(0、0.5%、1%、2%和2.5%w/w),以不添加生物质炭处理为对照,在25℃恒温,保持田间持水量稳定的条件下,进行60 d的室内培养,通过测定培养期间土壤CO_2和N_2O排放与相关土壤性质,分析其动态变化,探讨生物质炭添加对红壤CO_2和N_2O排放的影响及其机制。结果表明,生物质炭添加极显著的影响CO_2和N_2O排放(P0.01)。在培养期的前15 d,尤其是前2 d,与对照相比,生物质炭添加促进了CO_2排放,且随着添加量的增加而增加,这与生物质炭本身含有的可溶性有机碳分解和无机碳释放有关。与CO_2排放相反,在培养期的前10 d,生物质炭添加较对照降低了N_2O排放。这是由于生物质炭吸附土壤中的NH4+-N,降低了硝化过程产生的N_2O排放所致。在培养期的15~60 d,与对照相比,各生物质炭处理均显著降低了CO_2的排放(P0.05),降幅达8.2%~18.4%。培养10 d之后,与对照相比,生物质炭增加了土壤N_2O排放。从整个培养期来看,与对照相比,生物质炭添加促进了CO_2(0.5%生物质炭处理显著降低,P0.05)和N_2O排放,增幅分别为-6.3%~18.7%和16.9%~58.5%。研究表明,在室内培养条件下小麦秸秆生物质炭添加促进了第四纪红壤的CO_2和N_2O排放,该结果可以为田间条件下应用生物质炭作为减排措施提供参考。     

中亚热带丘陵区茶园和林地土壤春季N2O排放及其影响因素

中亚热带地区春季降雨频繁,茶园施肥量大,该季节茶园土壤氧化亚氮(N_2O)排放量较高,研究春季茶园土壤N_2O排放及其影响因子有一定意义。以中亚热带丘陵区土壤为对象,采用静态箱-气相色谱法,研究了两种植茶年限茶园和林地土壤春季N_2O排放特征及其影响因子。结果表明:茶园N_2O排放量明显高于林地,50年茶园N_2O排放量明显高于20年茶园,林地N_2O的排放量最少;50年茶园、20年茶园和林地土壤春季N_2O累积排放量分别为2.07、1.39、0.22 kg·hm-2。两种植茶年限茶园土壤N_2O排放通量均与土壤NO_3~--N含量呈显著正相关(P0.05),林地土壤N_2O排放通量则与土壤NH_4~+-N含量呈极显著正相关关系(P0.01);茶园和林地土壤N_2O排放通量均与5 d累积降雨量之间存在显著的相关性。多元逐步回归分析显示,茶园土壤N_2O排放通量受土壤温度和NO_3~--N含量影响,共同解释其48%~49%的变化;林地土壤N_2O排放通量受土壤温度和NH_4~+-N含量影响,共同解释其55%的变化。这项研究显示施肥对春季茶园N_2O排放的促进作用与降雨有关。     

不同水分条件下尿素与硫酸铵对碱性水稻土 N2O释放途径的影响

【目的】明确土壤水含量与氮肥类型对碱性水稻土N_2O释放总量及释放途径的影响,为制定合理的农田氮素管理措施及减少土壤N_2O排放提供理论依据。【方法】以潮土性水稻土(pH 7.9)为供试土壤,通过室内培养调整不同的土壤水含量,即调节土壤最大持水量(WHC)分别为50%、80%、100%、120%和160%,施用尿素与硫酸铵(N 100 mg/kg)两种氮肥,使用乙炔(C2H2,10 Pa)与氧气(O2,100 k Pa)抑制100%WHC时不同氮肥处理的自养硝化与反硝化过程,利用气相色谱及流动分析仪测定不同处理下土壤的N_2O排放量、硝态氮与铵态氮含量。【结果】对比不施肥处理(CK),尿素和硫酸铵处理的N_2O排放速率与累计排放量明显提高,其中尿素对N_2O排放速率的影响大于硫酸铵,且随着土壤水含量的增加,尿素和硫酸铵处理的N_2O排放速率均呈先增大后减小的变化趋势。施氮后土壤自养硝化和异养硝化作用中N_2O排放速率均有所提高,且施氮处理自养硝化对N_2O排放的贡献大于异养硝化作用,但尿素与硫酸铵对自养和异养硝化过程N_2O排放贡献的影响存在差异。硫酸铵提高了自养硝化对N_2O排放的贡献,降低了异养硝化的贡献,分别由CK的31.0%提高到49.0%,以及从63.0%降低至5.3%;尿素却同时降低了自养硝化和异养硝化对N_2O排放的贡献,分别由31.0%降低到25.0%及由63.0%降低到1.7%。【结论】碱性水稻土N_2O释放速率随土壤水含量的增加呈先增加后减小的趋势,不同土壤水含量下尿素的N_2O累积释放量均高于硫酸铵。添加氮肥降低了异样硝化对N_2O释放的贡献,硫酸铵与尿素分别由自养硝化和反硝化作用起主导作用。因此,旱地土壤施用尿素、水田施用铵态氮肥有利于减少N_2O释放。     

滴灌水肥一体化配施有机肥对土壤N_2O排放与酶活性的影响

【目的】通过在有机肥基础上增施不同量无机氮,研究滴灌水肥一体化条件下温室番茄土壤N_2O排放和脲酶(UR)、硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(Ni R)以及羟胺还原酶(Hy R)活性的动态变化,分析各处理土壤N_2O排放特征及土壤UR、NR、Ni R和Hy R活性对土壤N_2O排放的影响,揭示在滴灌水肥一体化下N_2O排放过程机制。【方法】试验共设CK(不施氮)、N1(200 kg·hm-2有机氮)、N2(200 kg·hm-2有机氮+250 kg·hm-2无机氮)、N3(200 kg·hm-2有机氮+475 kg·hm-2无机氮)4个处理。采用静态箱-气相色谱法,对番茄生育期内土壤N_2O排放、土壤酶活性、土壤温湿度等进行监测。【结果】滴灌水肥一体化,各施氮处理均在施肥+灌溉后第1天出现N_2O排放高峰,随着时间推移不断下降,不同处理番茄整个生育期N_2O排放通量在0.98—1 544.79μg·m-2·h-1。土壤N_2O排放总量差异显著,依次为N3((7.13±0.11)kg·hm-2)N2((4.87±0.21)kg·hm-2)N1((2.54±0.17)kg·hm-2)CK((1.56±0.23)kg·hm-2),与N3相比,处理N1、N2土壤N_2O排放总量分别降低了64.38%、31.70%。番茄生育期内N_2O季节排放特征明显,秋季高,冬季低。土壤氮素转化相关酶活性大致随施氮量的升高而增高。土壤N_2O排放通量与5 cm土壤温度、0—10 cm土层硝态氮含量、土壤NR活性及土壤Hy R活性均呈极显著正相关(P0.01)。【结论】滴灌水肥一体化下,土壤微生物处于好气环境,土壤N_2O主要来自于硝化过程,减少了由反硝化过程所产生的N_2O排放。综合考虑番茄产量、品质、N_2O排放等因素,推荐北方温室秋冬茬番茄施用200 kg·hm-2有机氮+250 kg·hm-2无机氮,75 kg·hm-2 P2O5,450 kg·hm-2 K2O较为适宜。     

滇西北高原纳帕海湿地N_2O排放特征

选取纳帕海湿地典型沼泽、沼泽化草甸和草甸为研究对象,研究纳帕海湿地N_2O的排放特征及其影响因素,阐明湿地生态演替对N_2O排放的影响机制。结果表明,草甸N_2O的排放最多,沼泽的排放量最少。3种类型湿地N_2O的排放特性明显不同,草甸中N_2O的排放趋势为5、7、9月不断下降,到11月后略微上升。沼泽化草甸中N_2O的排放量随月份持续下降。沼泽中N_2O的排放在5月和9月各有一次排放高峰。环境因子对3种湿地类型N_2O的排放影响复杂。沼泽N_2O排放与土壤全氮含量呈显著负相关(P0.05),与土壤有机质、有机碳含量呈负相关但未达到显著水平,与土壤温度、含水率、C/N比、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、土壤容重相关性均不显著。沼泽化草甸N_2O排放与土壤20~30 cm含水率,土壤全氮、NO_3~--N呈正相关但未达到显著水平。草甸N_2O排放与所有环境因子相关性均不显著。研究时段内总的N_2O排放浓度为草甸沼泽化草甸沼泽。     

炭输入及生化调控对设施菜田土壤N2O排放的影响

本研究以河北永清蔬菜基地设施菜田土壤为研究对象,控制温度（25依1）益和土壤含水量（70% WFPS）,采用静态培养方法,通过监测培养期间土壤N₂O排放通量、无机氮含量及土壤中酶活性的变化情况,研究炭输入及生化调控对设施菜田N₂O排放及氮素转化的影响。结果表明,土壤添加尿素后,N₂O排放峰值达到644.11 μg N·kg^-1·d^-1,添加双氰胺（DCD）和石灰氮（CaCN₂）的土壤N₂O排放峰值分别为101.47 μg N·kg^-1·d^-1和36.74 μg N·kg^-1·d^-1,对于N₂O减排效果好,且能有效抑制亚硝态氮的产生;施用控释尿素、添加黑炭或有机肥能减少N₂O排放,而添加石灰氮闷棚显著增加了N₂O排放。控释尿素、秸秆、黑炭、DCD和CaCN₂均对铵态氮向硝态氮的转化有一定抑制作用,施加石灰氮或有机肥有助于减少硝态氮向亚硝态氮的转化。相关分析表明,土壤中硝态氮和亚硝态氮含量增加,有助于反硝化过程的进行,增加了N₂O排放的风险。     

三峡库区消落带土壤淹水对氮素转化及酶活性的影响

以三峡库区消落带典型的紫色土为试验材料,通过原位试验研究不同淹水深度(0、2、5和15m)对土壤氮素形态转化和酶活性的影响。结果表明:淹水180d后,随着淹水深度的增加,铵态氮和硝态氮含量均逐渐降低;与未淹水(0m)对比,水深2m处的铵态氮含量增加显著,而水深15m处的硝态氮含量显著(P0.05)减少。铵态氮和硝态氮含量对不同淹水深度的响应有显著差异(P0.05)。对土壤无机氮(铵态氮+硝态氮)而言,水深15m处的无机氮含量比未淹水(0m)减少3.96mg/kg。脲酶和亚硝酸还原酶活性随淹水深度增加有所下降,而羟胺还原酶和硝酸还原酶活性呈先下降后上升的趋势,并均在水深2m处达到最大值。除脲酶外,其他酶活性均高于未淹水(0m)处理。     

长期施用化肥氮对黄土高原麦田N2O排放的影响

【目的】研究黄土高原旱地麦田土壤N_2O排放对长期不同氮肥用量的响应,探明旱地麦田N_2O排放规律及其主要影响因素,为该区域旱地麦田氮素管理和N_2O减排提供依据。【方法】在2004年10月开始的黄土高原旱地冬小麦氮肥长期田间定位试验(施磷(P2O5)100kg/hm~2)基础上,设置5个氮水平,氮肥(纯N)用量分别为0(N0)、80(N80)、160(N160)、240(N240)、320(N320)kg/hm~2,利用静态箱/气相色谱法于2014-2016年连续2年检测不同氮肥水平下麦田N_2O的排放特征,并分析了N_2O排放通量与土壤NH_4~+-N、NO_3~--N含量及气温的关系。【结果】施用氮肥能显著提高旱地麦田N_2O的排放通量,施用氮肥后的50d内为N_2O排放高峰期,N80、N160、N240和N320处理的N_2O排放通量最高值分别是对照(36.20μg/(m~2·h))的2.5,3.2,4.9和6.4倍。小麦进入春季后(施肥后120d),因气温升高和降雨增加会出现多次N_2O排放高峰,而在成熟期(施肥后210d)N_2O排放通量相对较低。2个小麦生长季N80、N160、N240、N320处理的平均N_2O总排放量较对照(0.29kg/hm~2)分别增加1.6,2.8,4.3和6.1倍,排放系数为0.47%~0.59%,平均为0.55%。N_2O排放通量与土壤NH_4~+-N、NO_3~--N含量和气温呈极显著正相关关系,且N_2O总排放量与施氮量呈显著线性关系。【结论】施用氮肥显著增加了黄土高原旱地麦田N_2O排放通量及总量,是该区域麦田N_2O排放的最主要驱动因子,气温和降水量也会在一定程度上影响N_2O排放。     

凋落茶叶对华中地区酸化茶园土壤N2O与CO2排放的影响

采用室内培养试验方法,研究了凋落茶叶添加(0、5、10 g·kg-1和20 g·kg~(-1))对酸化茶园土壤N_2O和CO_2排放特征的影响。结果表明:4种添加水平下,N_2O和CO_2排放通量分别为0.24~3.92μg·kg~(-1)·h~(-1)和0.33~1.84 mg·kg~(-1)·h~(-1);凋落茶叶的添加显著促进了酸化茶园土壤N_2O和CO_2排放(P0.05),且两种气体的排放通量随着凋落茶叶添加量的增加而增加;凋落茶叶显著提高了酸化土壤pH值(P0.05),且添加量越多,pH值变幅越大,其一定程度上改善了茶园土壤酸化现象。茶园土壤铵态氮与N_2O排放通量呈极显著相关,而硝态氮与N_2O排放通量未呈显著相关性。土壤可溶性有机碳含量与N_2O和CO_2排放通量均呈极显著相关关系。茶园土壤N_2O排放通量和CO_2排放通量呈极显著正相关。研究结果有助于阐明凋落茶叶对茶园土壤温室气体排放的作用规律,且对了解茶园生态系统碳氮循环有一定的理论意义。     

秸秆及植物残体还田对土壤N2O排放的影响综述

秸秆还田是常见的农业管理措施,有固氮和增加温室气体排放量的作用。N_2O是一种重要的温室气体,秸秆的碳氮比与土壤N_2O排放量密切相关。秸秆半量还田与秸秆全量还田均可能促进N_2O排放,增排效应与施氮水平相关,也与秸秆还田时间密切相关。翻耕还田减少了N_2O的排放量,同时抑制土壤中CH_4的排放,有利于农田N_2O减排。土壤N_2O排放受秸秆残体、土壤理化性质和栽培方式的交互影响。施用秸秆时配施硝化抑制剂,能有效减缓硝化作用,降低N_2O释放量。秸秆还田后加入蚯蚓,可促使N_2O排放量的增加。秸秆还田对温室气体排放过程影响复杂,不能单用减排概括。