不同氮肥管理方式对华北粮田N2O排放和作物产量的影响分析

通过华北小麦和玉米田已发表文献分析,明确不同施氮量、氮肥基追比及氮素调控措施对土壤N₂O排放和作物产量的影响。结果表明：高氮水平下减少氮肥用量并调整基追比有助于减少土壤N₂O排放;添加硝化抑制剂双氰胺（DCD）对小麦和玉米产量的提高和土壤N₂O的减排效果均较好。兼顾华北粮田N₂O减排和作物产量,小麦季推荐合理施氮量167～174 kg·hm^-2,基追比1∶1,添加DCD,土壤N₂O总排放量为 0.31 kg·hm^-2,籽粒产量6200 kg·hm^-2以上;玉米季推荐合理施氮量177～181 kg·hm^-2,基追比2∶3～1∶2,添加DCD,土壤N₂O总排放量1.70 kg·hm^-2,籽粒产量9000 kg·hm^-2以上。     

田间老化生物质炭对潮土氨挥发的影响

为了揭示不同用量生物质炭田间老化后对土壤氨挥发的影响,采用密闭通气法监测了小麦-玉米轮作下土壤氨挥发损失。试验设5个处理：不施肥（Control）、常规施氮（CN）以及常规施氮加3、6、12 t·hm^-2生物质炭（NB3、NB6、NB12）。结果表明： 6 t·hm^-2和12 t·hm^-2生物质炭施用3 a后降低了小麦产量,但对玉米产量无影响;生物质炭显著降低了小麦籽粒氮吸收量,但3 t·hm^-2和6 t·hm^-2生物质炭增加了玉米籽粒氮吸收量。田间老化生物质炭显著降低了小麦季NH₃挥发,相反增加了玉米季NH₃挥发,但是6 t·hm^-2和12 t·hm^-2生物质炭显著降低了年度NH₃挥发累积量。6 t·hm^-2生物质炭田间老化3 a后显著降低了单位小麦产量NH₃排放量,对单位玉米产量NH₃排放量无显著影响,总体降低了年度单位产量NH₃排放量。研究表明,田间老化3 a后,6 t·hm^-2和12 t·hm^-2生物质炭处理显著降低了年度NH₃挥发量。     

氮肥品种对露地蔬菜NH3挥发及经济效益的影响

为研究不同氮肥品种在露天种植中的NH₃挥发减排效果,于2019年5月至11月在中国科学院常熟农业生态实验站种植4季叶菜类蔬菜,利用密闭室-通气法研究了不同氮肥品种处理下露地蔬菜NH₃挥发排放,并计算了NH₃挥发造成的环境损益。试验共设置5个处理,分别为常规尿素（N200,每季蔬菜施氮量为200 kg·hm^-2）、硝基复合肥（N200A）、脲酶抑制剂尿素（N200B）、有机肥部分替代（N200C）和不施肥处理（CK）。结果表明： N200处理下NH₃挥发平均累积排放量（以N计,下同）为24.75 kg·hm^-2,N200A的NH₃挥发平均累积排放量为3.75 kg·hm^-2,与N200相比降低了84.84%（P<0.05）,N200B和N200C处理的NH₃挥发平均累积排放量较N200处理分别降低了74.52%（P<0.05）和48.71%（P<0.05）;N200和N200C造成的NH₃挥发环境损益分别为928.13元·hm^-2和476.25元·hm^-2。N200A蔬菜产量最高,平均为34.03 t·hm^-2,与N200相比增加了25.13%,同时N200A的环境损益最低,为140.63元·hm^-2。研究表明,在太湖地区典型蔬菜地采用硝基复合肥、有机肥部分替代和添加脲酶抑制剂均可显著减少露地蔬菜NH₃挥发,其中硝基复合肥增产效果最好,NH₃挥发环境损益最小。     

轮作不同高粱品种阻控设施菜田氮素损失潜力研究

为缓解华北地区设施菜田夏季休闲期氮素淋洗损失严重等问题, 提高氮素利用率及土壤生物多样性, 结合高粱的生物学特征, 选取晋杂12等6种北方常见高粱品种为供试品种, 以常规填闲作物甜玉米为对照, 筛选适宜作为北京设施菜田夏季填闲作物的高粱品种。结果表明, 从生物量、根系及养分带走量等方面来看, 晋杂12较其他品种均占优势, 成熟期生物量为11.2 t·hm^-2, 0~45 cm总根长为299 m, 作物地上部氮素带走量为139 kg N·hm^-2, 均显著高于常规填闲作物甜玉米, 可以替代甜玉米推广使用。同时研究发现冀梁2号品种在尿素施用后土壤铵态氮含量明显高于其他品种, 可能是作物根系分泌的生物硝化抑制剂减缓了硝化过程。与甜玉米相比, 高粱可能通过释放生物硝化抑制剂和根系在土壤剖面生物提氮共同起到减少氮素损失的作用。     

生物炭用量对模拟土柱氮素淋失和田间土壤水分参数的影响

利用土柱模拟试验和田间试验,把由果树废枝干制备的生物炭以0,20,40,60 t·hm^-2和80 t·hm^-2的用量施入土壤,以探明不同用量的生物炭对土壤硝铵态氮素淋失和土壤水分的影响。结果表明,施用生物炭可降低土壤NH₄⁺-N和NO₃^--N累积淋溶量,其中用量为80 t·hm^-2处理较对照分别降低了41%和18.6%（P＜0.05）;NO₃^--N淋溶主要集中在前三次,其淋溶量占总量的97.3%～98.8%,生物炭能增加NO₃^--N在土壤中的滞留时间,延缓淋失;在整个淋洗过程中,氮素主要以NO₃^--N的形式淋失,其累积淋溶量占NO₃^--N、NH₄⁺-N淋溶总量的97.3%～98.14%;施用生物炭种植春玉米后,土壤含水率和总孔隙度增加不显著。     

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。     

氧气浓度对小麦-玉米轮作农田土壤剖面N2和N2O产生的影响

反硝化过程是集约化农田土壤剖面硝态氮(NO₃^--N)去除的重要途径。但对土壤剖面反硝化氮气(N₂)产生速率的准确定量很难,尤其不同深度的土壤氧气(O₂)浓度状况如何影响土壤N₂的产生仍不清楚。本研究依托集约化管理的冬小麦-夏玉米轮作田间长期定位试验(始于2006年),采集传统施肥处理0~2.5m剖面的原状土柱,并基于在玉米生长季田间原位观测的不同深度土壤O₂浓度和温度状况,设置不同O₂浓度水平(15.0%、12.0%、2.5%和0)和培养温度(26℃和20℃),采用氦培养-直接测定N₂法测定 3个不同深度(0~0.2、0.5~0.7m 和 2.0~2.2m)土壤N₂O和N₂产生速率。结果显示:无论是有氧还是无氧条件,土壤剖面N₂和N₂O 的产生均表现为表层高于深层;有氧条件下(2.5%~15.0% O₂)土壤N₂产生速率(以N计)为 5.3~7.1 μg·h^-1·kg^-1 (0.2m)和 0.5~2.3 μg·h^-1·kg^-1 (0.5m和2.0m),显著低于无氧下速率的93.0%~93.7%。同样地,有氧条件下N₂O产生速率(以N计)为1.1 μg·h^-1·kg^-1 (0.2m)和<0.2 μg·h^-1·kg^-1 (0.5m 和 2.0m),显著低于无氧条件下速率的 84.0%~99.1%。原位观测的土壤 O₂浓度>2.5%(0.2m和0.5m)和>14.0%(2m),表明在无氧条件下的观测会高估土壤真实条件下的N₂和N₂O产生速率。无氧显著增加深层土壤的N₂O/(N₂O+N₂)值,这可能是由于深层土壤的碳更加缺乏,不利于N₂O被进一步还原。基于有氧条件下观测的N₂和N₂O产生速率,估算得到玉米生长季(按120 d计)剖面0~2.0m土体的反硝化(N₂+N₂O)损失量可达219 kg·hm^-2,表明土壤对其剖面累积的NO₃^--N具有很强的脱氮能力,从而极大地减少了包气带累积NO₃^--N进一步向地下水迁移的风险。     

生物炭和脱硫石膏混施对稻田碳排放的影响

为探究脱硫石膏和生物炭混施对稻田CO₂、CH₄减排和碳收支的影响,在黄壤性稻田中设置了生物炭与脱硫石膏施用剂量比不同的6个处理,并利用静态箱-气相色谱法对土壤CO₂、CH₄排放通量进行了为期一年的监测。试验的6个处理分别为裸地(B)、种植水稻(R)、种植水稻+4 t·hm^-2生物炭(RC4)、RC4+4 t·hm^-2脱硫石膏(RC4G4)、RC4+8 t·hm^-2脱硫石膏(RC4G8)和RC4+16 t·hm^-2脱硫石膏(RC4G16)。结果表明,处理R在稻季的CH₄排放量为86 kg·hm^-2;单施生物炭使CH₄排放量增加了52%,进一步混施脱硫石膏则使CH₄排放量下降了69%~91%。各处理在休闲期的CH₄排放量都比较低(6.24~13.4 kg·hm^-2)。施用生物炭和脱硫石膏对稻季土壤CO₂排放无显著影响;与其他处理相比,RC4G4处理在休闲期的CO₂排放量有所增加。不同处理的土壤CO₂年排放量为4 525~6 634 kg·hm^-2,其中休闲期的贡献率为68%~76%。就全年而言,仅RC4G16处理的碳输入略大于碳输出,表现为碳中和效应;其他处理则皆表现为大气碳源,净排放量为573~4 065 kg·hm^-2。综上所述,本试验中单施生物炭促进了温室气体排放,而脱硫石膏的施用抵消了生物炭对温室气体减排的负面效应,且施用效果随剂量的增加而增强。     

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。     

紫色土坡耕地退耕还林对土壤N2O排放的影响

采用静态暗箱-气相色谱法对紫色土坡耕地常规施肥处理(CL)、坡耕地不施肥处理(CL-CK)和退耕15、30年的桤柏混交林地(FL₁₅、 FL₃₀)的土壤N₂O排放通量进行为期1年的观测,同时测定土壤温度、土壤湿度、土壤无机氮含量等。结果表明,观测期内CL、CL-CK、FL₁₅与FL₃₀的N₂O平均释放速率分别是25.6、6.60、1.20、4.35 μg N₂O-N·m^-2·h^-1,CL小麦季N₂O平均释放速率是18.0 μg N₂O-N·m^-2·h^-1,玉米季35.2 μg N₂O-N·m^-2·h^-1,CL土壤N₂O排放速率显著高于CL-CK、FL₁₅和FL₃₀(P < 0.01),且CL-CK高于FL₁₅、FL₃₀(P < 0.01),FL₃₀高于FL₁₅(P < 0.01)。CL、CL-CK、FL₁₅和FL₃₀全年的N₂O排放量分别为1.01、0.400、0.050、0.310 kg N₂O-N·hm^-2。比较CL以及CL-CK的N₂O排放总量,停止施氮的措施对土壤N₂O排放的减排潜力达到0.610 kg N₂O-N·hm^-2。与CL-CK相比,FL₁₅、FL₃₀土壤N₂O释放量分别减少0.350、0.090 kg N₂O-N·hm^-2,主要原因是退耕后土壤碳氮比升高,土壤无机养分、温度以及湿度等发生变化。     

填闲种植对棚室菜田累积氮素消减及黄瓜生长的影响

【目的】在中国集约化蔬菜种植区,传统的高水肥投入导致土壤氮素大量累积,致使氮素淋洗到土壤深层或进入地下水,造成地下水硝酸盐污染。种植填闲作物可控制和减少土壤深层硝态氮的累积,因此,本研究探讨不同填闲作物种类对消减土壤剖面累积硝态氮及下季作物生长的影响,筛选出适宜的填闲作物种类。【方法】以华北平原传统棚室黄瓜菜田为对象,在蔬菜休闲期通过种植深根型填闲作物,利用其根系发达、生长迅速、吸氮量大的特点,促使土层中硝态氮大量消耗,以消减土壤剖面根层NO₃^--N累积和降低土壤剖面NO₃^--N淋失。以此为目标,设置甜玉米、苋菜、甜高粱及休闲田间小区试验,采集测定土壤、植株及根系样品,分析不同填闲作物的消减效果。【结果】在这3种填闲作物中,甜玉米的生物量和吸氮量最大,整体根长密度大于其它填闲种类。从对土壤剖面NO₃^--N的消减能力来说,甜玉米的消减能力最高。2008、2009及2010年,甜玉米对0-200 cm土层土壤NO₃^--N的消减量分别为153.8、605.7和56.3 kg·hm^-2。3年休闲期后,第一季前茬休闲处理的黄瓜产量、生物量及吸氮量均最高,在产量、吸氮量上与其他处理差异显著;第二季、第三季,前茬休闲的产量、生物量和吸氮量与其他处理差异不显著;填闲作物的种植并没有对黄瓜产量造成影响,并且黄瓜收获后土壤NO₃^--N含量明显降低。氮素表观平衡中0-200 cm土层,甜玉米-黄瓜的氮素亏缺量较大,说明甜玉米能显著降低土壤NO₃^--N的残留。种植填闲作物能够达到经济效益和生态效益的双赢,甜玉米、苋菜与甜高粱可分别为农民带来39 467、497和16 522元/hm²的净收入。【结论】棚室菜田夏季种植填闲作物不仅可以消减土壤剖面根层NO₃^--N累积,而且对下茬黄瓜产量未造成显著影响,黄瓜收获后土壤NO₃^--N含量也会明显降低;在设施蔬菜轮作体系中引入填闲作物具有可行性,甜玉米为较佳的填闲作物。     

根层调控措施对甜玉米-黄瓜设施蔬菜轮作体系土壤硝态氮的影响

【目的】以甜玉米作为填闲作物,探讨不同的根层调控措施对消减土壤剖面累积硝态氮及下茬黄瓜生长的影响。【方法】在华北平原传统棚室蔬菜的休闲季种植甜玉米,针对甜玉米设置添加土壤调理剂和秸秆还田2种根层调控措施,以甜玉米传统种植作为对照,进行田间小区试验。试验于2008年5月至2011年5月进行,共3次甜玉米-黄瓜轮作,6季作物。每年6月初至9月底种植甜玉米,10月初至次年1月底扣棚育黄瓜苗,当年2月初种植黄瓜。在甜玉米季,共3个处理,随机排列,重复3次。小区面积为4 m×2 m,小区间隔0.3 m,区组之间布设1 m的保护行。【结果】甜玉米种植季,调理剂处理的玉米籽粒产量最高,2008、2009和2010年的产量分别为6.2、7.4和7.9 t·hm^-2;土壤调理剂和秸秆还田2种根层调控处理的甜玉米总吸氮量高于传统种植。秸秆还田和调理剂处理能够促进20-60 cm土层根系的生长发育,促使根系吸收更深层的土壤养分。2种根层调控措施均能降低土壤剖面NO₃^--N的累积,尤其对100-200 cm的作物根区NO₃^--N的消减能力更强,NO₃^--N消减趋势大致为：调理剂>秸秆还田>传统种植。3季黄瓜种植季,不同前茬处理的黄瓜产量、生物量和吸氮量差异均不显著;3季平均土壤NO₃^--N在0-200 cm土层的残留量为秸秆还田<调理剂<传统种植。3个轮作季后,传统种植、调理剂和秸秆还田处理在0-200 cm土层的氮素盈余量分别为1 911.6、1 966.3和1 930.2 kg·hm^-2,调理剂处理显著高于传统种植。【结论】在硝态氮高累积的设施土壤上,随着种植年限的增加,加入土壤调理剂和适当的秸秆还田对100-200 cm的作物根区土壤剖面NO₃^--N的消减能力更强。填闲作物种植第二年对下茬黄瓜土壤NO₃^--N的消减作用最为明显。土壤调理剂和秸秆还田措施能够显著提高甜玉米对土壤剖面NO₃^--N的消减能力,减缓土壤NO₃^--N 的淋失,提高经济效益。     

地埋式秸秆反应堆对南方越冬茄子生产及温室土壤微环境的影响

为分析不同秸秆生物反应堆技术对茄子生产及温室土壤微环境的影响,设置常规栽培的CK、T1(秸秆22 500 kg·hm~(-2))、T2(秸秆22 500 kg·hm~(-2)+菌剂60 kg·hm~(-2)+羊粪7800 kg·hm~(-2))和T3(秸秆22500 kg·hm~(-2)+菌剂60 kg·hm~(-2)+羊粪7800 kg·hm~(-2)+腐植酸750 kg·hm~(-2))4个处理。结果表明:使用秸秆生物反应堆技术,茄子产量可以提高29.2%～32.0%,但不同秸秆反应堆处理之间无显著差异;秸秆反应堆技术可增加茄子中可溶性总糖、维生素C和固形物含量,降低硝酸盐含量,明显改善品质。3种秸秆反应堆技术均有效提高了温室土壤CO_2排放通量,增加植株根系周边土壤有机质和总氮含量,其中有机肥和菌剂的添加促进了早期CO_2释放,有利于土壤有机质和养分累积,腐植酸的添加对温室CO_2的产生影响不大,但可以提高土壤微生物代谢能力。对土壤微生物数量的分析表明,秸秆生物反应堆提高了植株根系周边土壤中的真菌数量,降低土壤细菌数量。其中T3处理倾向于提高苗期土壤中真菌数量和花期土壤中细菌数量,而T2处理倾向于提高花期和盛果期栽培土壤中的真菌数量以及盛果期栽培土壤细菌数量。研究表明,秸秆生物反应堆可以显著提高茄子产量和品质,增加温室土壤CO_2排放通量,提高植株根系周边土壤中有机质和养分含量,影响土壤中微生物代谢活性,改变栽培过程中真菌和细菌的数量变化模式。     

减量施氮对雨养区春玉米产量和环境效应的影响

通过3年田间试验,研究了减量施氮(N)对雨养区春玉米产量、温室气体排放、土壤硝态氮(NO_3~--N)残留的影响。试验于2013年4月至2015年9月在中国科学院长武黄土高原农业生态试验站进行,供试作物为春玉米,半覆膜种植,设常规施氮(N200)和减量施氮(N150)2个处理,定期测定土壤矿质N和氧化亚氮(N_2O)气体含量。结果表明:虽然N150处理较N200处理施N量减少了25%,但玉米产量无显著变化(P0.05),三年平均为13.4(N200)、13.3(N150)t·hm~(-2);N150处理N2O累积排放量较N200处理降低24.3%;N200处理0~200 cm土壤剖面NO_3~--N残留量平均为210.2 kg·hm~(-2),N150处理则低至115.1 kg·hm~(-2);N200和N150处理的生育期耗水量差异不显著(P0.05)。在渭北雨养农业区,春玉米在常规施N的基础上减量25%,不仅能维持作物产量,还能有效降低N_2O排放和NO_3~--N的残留。     

N-catch crops affect soil profile nitrate-N accumulation during vegetable cultivation

To reduce nitrate leaching, the effects of three N-catch crops of sweet corn (Zea mays L.), amaranth (Amaranthus spp.), and sweet sorghum (Sorghum Linn.) on nitrate-N accumulation in the soil profile were examined using an incubation experiment. Results showed that the biomass and N absorbed by sweet corn were the largest compared with the other two N-catch crop treatments. Root length density for sweet corn, amaranth, and sweet sorghum in the 0–150 cm soil layer was 0.66, 0.34 and 0.46 cm/cm³, respectively, and root dry weight was 0.065, 0.021 and 0.038 mg/cm³, respectively. In the 0–200 cm soil layer, nitrate-N accumulation for fallow, mature sweet sorghum, amaranth, and sweet corn was 1124.7, 899.4, 867.4 and 794.2 kg/hm², respectively, where the treatment of sweet corn had the smallest N-accumulation. The nitrate-N leachability of fallow, sweet corn, amaranth, and sweet sorghum treatment was 3.6, 1.9, 2.4 and 2.6 kg/hm², respectively, indicating that cropping of sweet corn, amaranth, and sweet sorghum could reduce the leachability by 47%, 35% and 28% in comparison with fallow treatment. Therefore, the cultivation of N-catch crops can reduce nitrate leaching in seasonal soil, and the sweet corn might be the most suitable catch crop.     

引黄灌区设施菜田硝态氮淋失的季节性特征

以宁夏引黄灌区设施菜田番茄-黄瓜轮作体系为研究对象,采用田间定位试验与实地观测相结合的研究方法,对设施菜田硝态氮淋洗的季节特征及其环境因子和施肥管理对硝态氮淋洗的影响进行研究。研究结果表明:硝态氮淋失呈现明显的季节变化,峰值出现在7月夏季休闲期,黄瓜季(秋冬茬)淋洗显著高于番茄季(冬春季),常规施肥周年硝态氮淋洗量平均为185.7 kg·hm-2,优化施肥和调节碳氮比两处理硝态氮淋洗量比常规处理分别降低了10.6%和8.3%。设施菜田硝态氮淋失与浅层地下水位、土壤温度、土壤水分等环境因子季节性变化关系密切,浅层地下水位与硝态氮的淋失量呈极显著负相关,浅层地下水位埋深越浅,硝态氮淋失量越大;土壤水分和温度与硝态氮的淋失量呈显著正相关,随着土壤表层温度和含水量升高,硝态氮淋失增多。     

农业废弃物还田对黑土温室气体排放及全球增温潜势的影响

【目的】研究牛粪、鸡粪、玉米秸秆与化肥配施还田,对黑土温室气体排放及全球增温潜势的影响。【方法】采用静态箱法,试验共设5个处理,分别为:空白对照,单施化肥,牛粪还田配施50%化肥氮(化肥中氮的质量分数为肥料中总氮量的50%),鸡粪还田配施50%化肥氮,秸秆还田配施90%化肥氮。除对照外各处理总施氮量为240kg·hm~(-2)。【结果】各处理中秸秆还田处理的CO_2平均排放通量及总排放量最高,分别达388.96 mg·m~(-2)·h-1和14 718.97 kg·hm~(-2),且追施氮肥明显增加CO_2的排放;单施化肥处理CH_4平均吸收通量及总吸收量最高,分别达0.042 mg·m~(-2)·h-1和1.36 kg·hm~(-2);单施化肥处理N_2O平均排放通量及总排放量最高,分别达0.153 mg·m~(-2)·h-1和5.75 kg·hm~(-2)。秸秆还田处理的全球增温潜势显著高于其他处理,牛粪还田处理较单施化肥处理全球增温潜势降低,但差异不显著。【结论】秸秆覆盖会增加黑土中的CO_2的排放,旱田土壤是大气中CH_4的重要吸收汇,有机无机肥配施对比单施化肥能减少土壤中N_2O的排放,各农业废弃物还田处理对大气变暖贡献程度不同。     

我国设施菜地表观氮平衡分析及其空间分布特征

为定量评估区域设施菜地土壤氮素的输入输出平衡状况，探明土壤中氮素的基本去向和氮素潜在污染，从CNKI中文数据库和Web of Science等英文数据库中检索筛选出针对设施菜地氮循环研究的可用数据648组，对我国设施菜地表观氮素平衡进行了分析，并根据《全国设施蔬菜重点区域发展规划（2015—2020年）》中的蔬菜分区，探索了不同区域的氮平衡分布特征。结果表明，我国设施菜地每一生长季总体上表观氮平衡为正值，盈余量为49~1154 kg N·hm^-2，均值为324 kg N·hm^-2，氮肥利用率平均为18.6%。从氮素的输入途径来看，每季氮素总投入约为863 kg N·hm^-2，以化肥和有机肥投入为主，分别为471、306 kg N·hm^-2，灌溉水带入的氮也不容忽视，达到86 kg N·hm^-2。从氮素的支出途径来看，每季氮素总支出为539 kg N·hm^-2，其中除了作物生长从土壤中吸取大量的氮素（230 kg N·hm^-2）外，以淋溶、硝化反硝化和氨挥发等形式损失的氮达到309 kg N·hm^-2，占输出量的57.4%，超过了作物吸收带走的氮（42.6%）。每季区域氮平衡差异显著，其中，黄淮海与环渤海暖温区氮素盈余最高，达到441 kg N·hm^-2，其较高氮投入和较低的作物吸收是造成农田土壤氮素大量盈余的主要原因，同时也存在较高的氮素损失，通过淋溶流失的氮达到186 kg N·hm^-2。总体上，当前我国设施菜地整体表观氮平衡为正盈余，主要由于化肥和有机肥投入量大，但同时存在较高的氮素损失风险。降低氮素投入水平和提高作物的吸收利用率是有效的氮优化管理途径，尤其是在黄淮海与环渤海暖温区，应减少氮素投入，重点关注氮素淋溶损失。     

施氮对间作条件下玉米、马铃薯根际微生物群落功能多样性的影响

通过田间试验,采用平板培养法和BIOLOG技术研究了不同施氮水平N0 (0 kg·hm^-2) ,N1 (125 kg·hm^-2) ,N2 (250 kg·hm^-2) 和N3 (375 kg·hm^-2) 对玉米/马铃薯间作作物根际微生物群落及代谢功能多样性的影响。结果表明,间作条件下,施氮 (N1、N2、N3) 处理显著提高了玉米、马铃薯根际细菌、放线菌数量及微生物总量,在N2 处理微生物数量最高,却显著降低了真菌的数量。与N0处理相比,施氮均显著提高了间作条件下玉米、马铃薯根际微生物群落碳源利用率、丰富度和功能多样性,N3 处理的玉米根际微生物群落的碳源利用率 (AWCD) 、Shannon-Wiener (H) 、Simpson 指数 (D) 、均匀度指数 (E) 及碳源利用丰富度指数 (S) 最高,而马铃薯在N2 处理时最高,但对6 类碳源的利用存在一定的差异。聚类和主成分分析表明,间作玉米、间作马铃薯各施氮处理土壤微生物在碳源利用上出现较大差异,土壤微生物群落代谢特征发生改变。表明适量施氮对调控间作作物根际土壤微生物群落结构和提高其功能多样性均具有积极作用。