中国稻田水稻生长季N2O排放估算

由于土壤水分状况的不同,水稻生长季土壤N2O排放量明显不同于旱地作物。基于多元统计模型,通过多点代面的方法进行尺度扩展,并应用蒙特卡洛方法模拟影响因素的变异程度,模拟了中国稻田水稻生长季的N2O排放情况。所模拟的378个点的水稻生长季N2O排放通量为6.0～74.3μgN.m-2.h-1,其均值接近于原始观测结果;378个点位的N2O排放通量空间分布不均,排放量较高的点位于北纬20°到30°之间;378个点中单季稻、稻-旱轮作中的水稻和双季稻的生长季N2O平均排放量分别占年总排放量的53%、34%和59%。多点代面的尺度扩展结果显示2008年中国稻田水稻生长季N2O排放量均值为22.48Gg,其95%的概率区间为20.5～24.8Gg;化肥氮的N2O排放系数为0.27%,与IPCC缺省值0.3%接近。用秩相关关系表征影响因子对中国稻田水稻生长季N2O排放量的不确定性的贡献,结果表明水分管理类型、有机肥类型、土壤属性、氮用量等对结果均有显著影响。     

肥水管理方式对蔬菜田N2O释放影响的模拟研究

通过田间静态箱临测和DNDC模型模拟的方法,对比研究了崇明岛东滩蔬菜田在常规肥水管理和精确滴灌施肥方式下N2O的排放情况,从排放特征、全年通量、单位氮肥N2O损失率以及单位作物产量排放量等方面分析了不同肥水管理方式对旱田土壤N2O排放的影响.结果表明,基于土壤和作物养分平衡管理的精确滴灌施肥技术,由于减少了氮肥施用量并改进了肥水分配方式,提高了肥料的利用效率,在保持农作物产量的基础上减少了N2O的排放.与常规肥水管理方式相比,滴灌施肥区2006年和2007年的N2O排放通量分别减少6.2和6.8 kg N.hm-2·a-1,单位氮肥N2O损失率明显降低,2006年和2007年单位产量排放量分别削减53.2%和58.9%.     

氮肥形态对菜地土壤N2O 排放 与小白菜产量的影响

为了明确不同形态氮肥施用对广东菜地土壤N2O排放和蔬菜产量的影响,利用盆栽试验,用密闭式静态箱法,对施用酰胺态氮(尿素)、铵态氮(硫酸铵)、硝态氮(硝酸钙)和对照菜地土壤N2O排放进行连续监测,并对蔬菜产量、养分含量等进行分析。结果表明:施用不同形态氮肥明显增加了菜地土壤N2O排放通量,各处理排放通量高峰出现在施肥后2 d和3 d,从大到小依次为施酰胺态氮0.22 mg/m2·h、施硝态氮0.18 mg/m2·h、施铵态氮0.14 mg/m2·h、对照0.11 mg/m2·h,施肥后6 d排放通量与对照持平。施用不同形态氮肥与对照比,显著提高了蔬菜干物质积累量、植株氮含量,但各形态氮肥处理干物质积累量之间无显著差异。说明施用铵态氮(硫酸铵)能够有效降低N2O排放,同时保证蔬菜产量。     

控释氮肥对紫色土坡耕地N2O排放量的影响

为探明控释氮肥对紫色土坡耕地氧化亚氮(N20)排放量的影响,以不施肥为对照(CK),研究了尿素(UR)、缓控释氮肥(CR)、缓控释氮肥+尿素(25％CR,尿素75％)各处理对玉米产量、玉米生育期的径流和氮素损失量以及N2O排放量的影响.结果表明,对照处理玉米产量最低,径流损失量最大,壤中流氮素损失量和NO排放量要远低于施肥处理,说明施肥是造成氮素流失和氧化亚氮排放的主要原因.缓控释氮肥处理生育期的壤中流氮素损失量在4个处理中最大,为31.7 kg/hm2,但N20排放量为0.35 kg/hm2,比尿素处理降低了37％.控释氮肥+尿素处理壤中流氮索损失在施肥处理中最低,为20.9 kghm2,N2O排放量比尿素处理低15％.控释氮肥的氮素在生育期内缓慢释放,低的土壤无机氮使得控释氮肥能够降低坡耕地N2O排放,但控释氮肥会导致壤中流氮素损失量增大.因此,控释氮肥和尿素配合使用在降低N2O排放的同时,还能减少壤中流氮素损失.     

江汉平原施氮水平对稻田CH_4和N_2O排放及水稻产量的影响

氮素是保证水稻(Oryza sative L.)产量的关键,同时也会影响稻田温室气体的排放。研究施氮水平对江汉平原地区稻田甲烷(CH4)、氧化亚氮(N_2O)排放和水稻产量的影响,旨在筛选出适合当地的低碳高产氮肥管理措施。以单季稻"丰两优香1号"为研究对象,设置4个施氮水平(T0:对照,0 kg N/hm2;T1:90 kg N/hm2;T2:150 kg N/hm2;T3:210 kg N/hm~2),采用静态暗箱-气相色谱法对稻田CH4和N_2O排放通量进行连续监测,测定水稻产量及CH4和N_2O季节排放特征,分析综合温室效应和排放强度。结果表明,不同施氮处理下CH4和N_2O排放通量具有较为明显的季节变化规律,T2处理的CH4季节累积排放量为302.5 kg/hm2,显著大于T0、T1和T3处理,与T0相比增加CH4排放106.7%,T3处理稻田CH4季节累积排放量为160.5 kg/hm2,比T2、T1水平处理低。不同施氮处理生长季N_2O累积排放量在0.465~0.631 kg/hm2之间,T3、T2、T1处理N_2O累积排放量显著大于T0处理,但T3、T2、T1处理间差异不显著。水稻产量随着氮素水平增加而增加,100年尺度上的温室气体排放强度以T3处理最小为0.39,T2处理最大为0.79,二者差异显著(P0.05)。因此,210 kg N/hm2可推荐为江汉平原地区水稻低碳高产的适宜氮素投入量。     

稻麦轮作条件下机插水稻CH4和N2O的排放特征及温室效应

于2008年采用静态暗箱-气相色谱法对人工手插和机插2种水稻种植方式下CH4和N2O排放进行田间观测,研究稻麦轮作条件下机插水稻CH4和N2O的排放特征及其温室效应.结果表明,水稻生长季CH4排放通量人工手插水稻和机插水稻均呈先升高后降低的变化趋势,N2O仅在水稻搁田期间有明显排放,机插和人工手插水稻CH4平均排放通量分别为4.68、4.39 mg·m-2·h-1,N2O平均排放通量为92.80、111.33 μg·m-2·h-1.与人工手插水稻相比,机插水稻增加CH4排放总量14%,减少N2O排放总量11%,使稻季排放CH和N2O所产生的全球增温潜势(GWP)和"单位产量的GWP"分别提高8%和10%.在稻麦轮作条件下采用机插水稻种植方式,水稻生长期间排放的CH4和N2O所形成的温室效应有提高的趋势.     

稻田灌溉和秸秆施用对后季麦田N_2O排放的影响

 选用水稻 冬小麦轮作试验田 ,采用裂区设计 ,研究水稻生长季灌溉方式 (常规灌溉和持续淹水 )和秸秆施用 (0、2 2 5、4 5 0g·m-2 共 3水平 )对后季冬小麦田N2 O排放的影响。结果表明 ,与常规灌溉 (淹水和烤田相结合 )相比 ,水稻生长季持续淹水处理促进了后季麦田N2 O的排放 ,方差分析达极显著水平 (P =0 .0 0 3)。在水稻生长季不同的灌溉方式下 ,秸秆施用处理对麦田N2 O排放的影响不同。在常规灌溉方式下 ,2 2 5和 4 5 0 g·m-2 施用水平间N2 O季节平均排放通量无明显差异 ,但显著低于无秸秆施用的处理 (P =0 .0 4 5 ) ,秸秆施用可减少后季麦田N2 O的排放 ;而在持续淹水方式下 ,施用秸秆 2 2 5、4 5 0 g·m-2 与无秸秆施用 3处理间N2 O在水稻生长季节平均排放量无显著差异 ,施用秸秆并不减少N2 O排放量 ;不同处理N2 O排放通量 (Y)的季节变化与土壤温度 (T)、湿度 (W )的相互关系 ,皆可用方程 :Y =A0 +A1T +A2 W +A3 W2 (n =2 3,R2 ≥ 0 .4 15 9 )和Y =C0 +C1W +C2 W2 (n =2 3,R2 ≥0 .4 0 74 )分别描述 ,与土壤温度相比 ,土壤湿度对N2 O排放量的影响更为明显。     

北方典型设施菜地土壤N2O排放特征

为明确北方典型设施菜地N2O的排放特征,在“中国蔬菜之乡”——山东省寿光市的秋冬茬设施番茄土壤上利用静态暗箱-气相色谱法,对不施氮肥(CK)、单施有机肥(OM)、农民习惯施(FP)和减氮优化施肥(OPT)4个处理下的N2O排放通量进行了观测,并分析了其对N2O排放量和蔬菜产量的影响.结果表明,施肥并灌溉后的一段时间内,会观测到N2O的“脉冲式”排放,最高排放峰值出现在基肥+灌溉后,且排放高峰持续近20 d,而由追肥引起的排放峰值小且持续时间仅3～5 d.统计分析表明,温度和水分都是影响设施菜地N2O排放的环境因素.各处理土壤N2O排放总量差异显著,顺序依次为:FP (14.77 kg/hm2)＞OPT(9.73kg/hm2＞OM(6.84 kg/hm2)＞CK(2.37 kg/hm2),N2O排放系数介于0.83％～1.10％之间,接近或超过IPCC 1.0％的推荐值.与FP处理相比,减少近60％化肥N的OPT处理下番茄产量增加2.2％.在目前管理措施下,合理减少有机肥和化肥施氮量是设施蔬菜地N2O减排的有效途径.     

冬季耕作制度对农田氧化亚氮排放的贡献

研究了红壤丘陵地区大田条件下旱地种植冬季豆科作物、油料作物、休闲 ,以及水稻田冬季休闲、种植紫云英绿肥后 ,土壤氧化亚氮 (N2 O)的排放。结果表明 ,水稻田冬季种植紫云英 ,N2 O平均排放通量 (以N计 ,以下同 )为11 1μg·m-2 ·h-1,比休闲田 (18 3μg·m-2 ·h-1)降低 39% ;旱地种植豌豆 ,N2 O平均排放通量只有 6 9μg·m-2 ·h-1,显著低于休闲田 (9 6 μg·m-2 ·h-1) ,也显著低于油菜田 (12 2 μg·m-2 ·h-1)。各作物施肥后土壤N2 O的排放量均增加 ,豌豆田N2 O平均排放通量为 10 0 μg·m-2 ·h-1,仍显著低于油菜田 (14 7μg·m-2 ·h-1)。因此 ,冬季种植豆科作物可显著降低稻田以及旱地农田N2 O的排放量     

不同施肥制度的川中丘陵区小麦-玉米轮作田N2O排放特征

[目的]研究不同施肥制度对川中丘陵区紫色土小麦-玉米轮作系统氧化亚氮(N2O)排放的影响及排放特征。[方法]设6个处理,即有机肥(OM)、氮磷钾肥(NPK)、氮肥(N)、氮磷钾肥配施秸秆(RSDNPK)、氮磷钾肥配施有机肥(OMNPK)和不施肥(CK)。采用静态箱/气相色谱法对不同施肥制度下小麦-玉米轮作系统N2O排放进行定位观测,分析该系统N2O排放特征、6种施肥制度对N2O排放的影响及环境因子与N2O排放之间的关系。[结果]川中丘陵区紫色土小麦-玉米轮作系统N2O排放总量为0.73～4.51 kg/hm2,大小顺序为OM处理OMNPK处理N处理NPK处理RSDNPK处理CK,与不施肥相比,N2O排放量分别增加了517.8%、369.9%、275.3%、238.4%和212.3%,各处理间差异在0.05水平显著。在同等施肥条件下,氮磷钾肥配施秸秆可有效地控制N2O的排放。[结论]小麦季、休闲期和玉米季对整个轮作周期N2O排放总量的贡献分别为30%、10%和60%;肥料施用是川中丘陵区紫色土小麦-玉米轮作系统N2O排放量增加的主要驱动因子;土壤温度和水分是影响小麦季和休闲期土壤N2O排放的主要因素;降雨是影响玉米季土壤N2O排放的重要影响因素;土壤含水量偏低是川中丘陵区紫色土小麦季和休闲期出现N2O吸收现象的主要原因;若控制川中丘陵区紫色土WFPS50%或80%,则可抑制土壤N2O排放。     

茶园土壤氮含量、施氮效应及其 N2O 排放的研究进展

氮素是茶树生长和发育的必需营养元素之一,供应状况直接影响茶叶的产量与品质。本文在总结了茶园土壤氮含量的基础上,综述了氮肥对茶叶产量、品质及 N2O 排放的影响,主要包括：随着化学氮肥的大量施用,茶园土壤氮素含量明显增加;合理的施氮量能显著提高茶叶产量并改善其品质,不足或过量均会抑制茶树产量和品质;茶树为喜铵作物,施用铵态氮肥有利于茶树品质的形成;成龄茶园施 N 量200．0～350kg·hm－2, N∶P∶K 配比2∶1∶1为宜,同时配施适量有机肥;施用氮肥显著促进茶园土壤 N2O 的排放。结合茶叶氮素需求特征,提出今后进一步加强氮素利用的技术对策。     

不同氮磷肥施用对春玉米农田N2O排放的影响

农田过量施肥会增加N2O排放,使农田土壤成为重要的温室气体排放源。为减少农田N2O排放,利用自动观测系统研究了春玉米农田中不同肥料对N2O排放的影响,并结合作物产量及N2O的排放量探索减少温室气体排放的施肥措施。采用田间试验方法设定了不施肥(CK)、尿素(U)、尿素加磷肥(NP)和硝酸磷肥(NOP)4个处理进行研究。结果表明,各处理下N2O排放总量分别为:CK0.21kgN·hm-2、U1.19kgN·hm-2、NP0.93kgN·hm-2、NOP0.69kgN·hm-2;N2O排放主要受施肥、灌溉,降雨和土壤温度的影响;在作物生长后期土壤含氮量小于7mgN·kg-1的情况下,观测到土壤吸收N2O的情况;各处理下排放因子均小于政府间气候变化委员会(IPCC)的缺省值1%,表明IPCC推荐的排放因子不适用于估算中国北方的春玉米农田N2O排放。施加磷肥有助于减少农田N2O排放并提高产量,硝态磷肥较尿素可以显著减少N2O排放。综合考虑产量和N2O排放,相对于施用尿素和尿素加磷肥处理,硝酸磷肥处理不仅可节约15%和30%的肥料投入,而且分别减少42%和26%的N2O排放,具有减排不减产的良好效果。     

氮肥配施调控剂对麦田土壤N_2O排放及氮素利用的影响

针对目前农田氮肥用量大,造成氮素利用率低,增加土壤N_2O排放等问题。本试验采用田间试验法研究了不同氮肥调控模式对麦田土壤N_2O排放、氮素利用和表现损失、作物产量的影响。结果表明:土壤N_2O排放主要集中在播种-苗期和返青-拔节期,N_2O排放通量与土壤湿度呈极显著指数相关。与推荐减氮处理(RN)相比,施用锌腐酸尿素(RN+HA+Zn)和有机无机配施处理(OM+N)N_2O排放总量分别降低24.8%、35.4%;氮素利用效率分别提高0.7%,32.8%;氮素表观损失分别减少2.2%,63.4%;分别增产9.4%,11%且差异达显著水平。与RN+HA+Zn相比,OM+N处理的N_2O排放总量降低14.2%,氮肥生产效率和农学效率分别增加20.2kg/kg,9.9kgGrain/kgN,氮肥利用率提高32.1个百分点,土壤残留氮素和氮素表观损失分别减少27.5%和62.6%,籽粒产量略有上升但二者间无显著差异。说明OM+N处理可以减少N_2O排放,提高氮素利用率、增加小麦产量,是利于麦田安全生产的一种氮素调控模式。     

Nitrification-denitrification Loss and N2O Emission from Urea Applied to Crop-soil Systems in North China Plain

Nitrogen losses are not only important for agriculture but environment as well. Field experiments were set up in summer corn field at Fengqiu Agro-Ecological Experimental Station of CAS in North China Plain. The soil was in maize-chao soil. Nitrification-denitrification losses and N2O emission were determined by acetylene-inhibition soil-core incubation method in the soils applied urea. The results showed that urea was fast hydrolyzed and became to nitrate. The soil with non urea released 0.33kg N/ha N2O.However, the soil produced 2.91kg N/ha N2O, about 1.94% of the applied N, when the urea was spread on soil surface. N2O emission reduced to 2.50kg N/ha, about 1.67% of the applied N, when the urea was put in deep soil by digging a hole. The denitrification loss was 1.17kg N/ha in control soil. It increased to 3.00kg N/ha and 2.09kg N/ha, which were 2.00% and 1.39% of the used N, in the soils received urea on surface and sub-surface respectively. It was suggested that nitrification-denitrification was probably not a main way of fertilizer nitrogen loss in this region.     

玉米-小麦轮作系统中氮肥反硝化损失与N_2O排放量

应用乙炔抑制-原状土柱培养法研究了玉米-小麦轮作周年中氮肥的反硝化损失和 N2O排放量.结果表明,氮肥产生的 N2O为 1.77～ 2.82 kg N@ hm- 2,占施氮量的 0.49%～ 0.76%;反硝化损失量为 3～ 3.18 kg N@ hm- 2,占施肥量的 0.81%～ 0.86%.玉米与小麦生长期间的氮肥反硝化损失率很相近,分别为 0.7%～ 0.99%和 0.77%～ 0.88%.反硝化作用和 N2O排放与土壤含水量密切相关,有机肥与氮肥混施增加 N2O排放量.反硝化不是该旱作系统氮肥损失的主要途径,但施用氮肥大大增加了 N2O的排放,对环境造成一定的影响.     

脲酶抑制剂对石灰性土壤尿素转化及N2O排放的影响

通过研究脲酶抑制剂对土壤中尿素转化的影响,揭示土壤各形态氮对N2O的贡献,为控制石灰性土壤氮素损失及提高氮肥利用率提供理论依据。在室内恒温培养条件下(25℃),研究了正丁基硫代磷酰三胺(NBPT)、醋酸棉酚、硫代硫酸铵3种脲酶抑制剂对石灰性土壤各形态氮素转化与脲酶抑制率的影响,同时在人工气候室(昼夜)通过Unisense N2O微电极法对各处理土壤N2O浓度进行了原位实时监测。结果表明:尿素施入土壤1 d后50%已迅速水解,3d后完全水解。1~14d各脲酶抑制剂均可显著抑制尿素水解,尿素+NBPT处理的土壤尿素残留量显著高于其他处理,其脲酶抑制率为33.6%;NBPT处理的土壤NH+4-N含量低于其他各处理(P0.05),在第7d分别比尿素、尿素+硫代硫酸铵、尿素+醋酸棉酚处理的降低了64.8%、63.5%、70.9%。土壤N2O浓度在第1~4 d较低,第4d后迅速上升,第6 d升至峰值,随后呈明显下降趋势(第6~9 d)。第9~14d各处理N2O的排放表现为尿素尿素+醋酸棉酚尿素+硫代硫酸铵≥尿素+NBPT。各形态氮与N2O浓度的通径系数分别为NO-3-N(0.641)NH+4-N(0.356)Urea-N(0.255),通径相关和线性相关均表明NO-3-N含量与N2O浓度呈显著正相关,是制约N2O排放的主导因素。石灰性土壤施用脲酶抑制剂可抑制土壤尿素水解转化,有效降低土壤N2O浓度,3种脲酶抑制剂中NBPT效果最佳。     

钙、镁浓度对厌氧氨氧化过程中N2O释放影响的研究

[目的]分析钙、镁浓度对厌氧氨氧化过程中N2O释放的影响,并提出控制厌氧氨氧化过程中N2O释放的适宜钙、镁浓度.[方法]投加浓度分别为200 mg/L和100 mg/L、300 mg/L和200 mg/L、400 mg/L和300 mg/L的钙、镁离子,根据脱氮效果分析影响及找出最佳投加量.[结果]试验运行23d,第Ⅰ阶段N2O含量平均值为0.243 3％;第Ⅱ阶段N2O含量平均值为0.253 6％;第Ⅲ阶段N2O含量平均值为0.403 7％.[结论]钙、锾浓度过高会加剧N2O的释放,因此,试验中钙、镁最适宜的浓度为95.68 mg/L、12.35 mg/L,CaCl2·2H2O和MgSO4·7H2O的投加量分别为200 mg/L、100 mg/L时N2O释放量最低,其值为0.243 3％.     

减氮和施生物炭对华北夏玉米-冬小麦田土壤CO2和N2O排放的影响

2013年6月～2014年6月,在河南省新乡夏玉米-冬小麦试验田设置四种处理即农民常规施肥（ F 处理,250 kg/hm2）、减氮20%（ LF 处理,200 kg/hm2）、减氮20%+黑炭（LFC）,以不施肥处理为对照（CK）,采用静态箱-气相色谱法,对夏玉米-冬小麦生长季土壤CO2和 N2O排放通量动态进行测定。结果表明：①夏玉米-冬小麦田的土壤 CO2排放通量为21.8～1022.7 mg/（m2·h）,土壤 CO2排放通量主要受土壤温度和水分的影响,在夏玉米季受土壤水分的影响更为显著,而在冬小麦季则为5 cm土层处的温度对其影响更为突出。减施氮肥20%处理和减氮加生物黑炭共同作用使土壤CO2累积排放量显著降低,小麦生长季的减排作用尤为显著。②施肥和灌溉是影响土壤 N2O排放的最主要因素,施肥期间 N2O排放量分别占夏玉米季和冬小麦季累积排放量的73.9%～74.5%和40.5%～43.6%;施肥量主要影响排放峰的强度,灌溉主要影响排放峰出现时间的早晚且会影响不同措施的减排效果。③夏玉米-冬小麦田农民常规施肥水平的 N2O 排放系数为0.60%,减氮施肥的 N2O排放系数为0.56%。在华北平原高产集约化农田适当减氮施肥不仅能降低农田土壤温室气体排放,且对作物产量无影响,是适宜的温室气体减排措施。     

南方山地牧草发展现状、施氮效应与N2O排放的研究进展

分析了南方红壤山地草业发展现状,论述了禾本科和豆科牧草对氮素的需求特点,南方红壤山地牧草施肥存在的问题和研究进展,阐述了N2O排放机制与影响因素。结合山地草业发展实际,提出今后进一步加强研究的若干思路。