放牧草地氧化亚氮排放：研究进展与展望

氧化亚氮(N2O)是一种长寿命、高辐射效率的温室气体,草地是其重要的自然排放源,放牧活动和气候变化剧烈影响草地排放特征与强度,排放通量测量误差、研究对象的局限、关键过程影响不清等因素限制了对草地排放总量和氮气候反馈效应的准确评估。本文讨论了差异化的观测方案包括N2O浓度分析方法和采样频率可能给草地排放量估算造成的影响;指出研究放牧草地N2O排放,应综合考虑放牧相关排放源的贡献,定量整个放牧系统的排放量;提出气候变化影响程度取决于气候因子是否能够缓解放牧草地土壤“贫氮”对N2O生产的限制。未来应加强观测方法的误差评估和非生长季通量观测的频率,明确土壤冻融过程触发和主导N2O排放的机制以及冻融期脉冲排放对国家尺度排放的贡献,了解多年冻土区高寒草地N2O排放水平及其对全球变暖的响应,探明大气氮干沉降增加及干沉降组分变化对草地排放的影响。     

不同施氮方式对玉米产量及N2O排放的影响

通过3年定位试验,采用静态箱/气相色谱法对壤质草甸土区玉米生产进行了全生长季N₂O排放通量的观测,分析了不同施氮方式对N₂O排放总量、排放系数和玉米产量的影响。结果表明:减少氮肥用量20%的缓控释肥处理与秸秆还田配化肥处理产量居高,而且二者间差异不显著;秸秆还田促进了农田土壤N₂O排放,使得秸秆还田配化肥处理的年均N₂O季节排放总量最高,达到1.50 kg N·hm^-2;年均N₂O季节排放总量与施肥量之间相关系数达到了0.97;随着试验年限的增加,N₂O-N季节排放系数受施肥量的影响逐年增加,相关系数从2009年的-0.015增加到2011年的0.624。因此不同施氮方式对N₂O季节排放的影响需要通过多年定位来准确把握,同时在研究农田N₂O-N季节排放时要适当考虑植株生长过程中N₂O的排放。兼顾产量和减排2个因素,建议推广缓控释肥的减量施用。     

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。     

1980-2010年中国和印度农田化肥氮源氧化亚氮排放的比较

采用排放因子方法估算了1980—2010年中国和印度小麦、玉米和水稻农田化肥氮源 N2O 直接排放量,并进一步分析了两国农田 N2O 排放的时间变化和空间差异。结果表明：中国1980—2010年小麦、玉米、水稻田的单位面积 N2O 直接排放量平均值分别为1.75、1.60、0.42 kg N2O-N·hm-2·a-1,分别为印度的1.3、2.4、2.0倍。中国小麦、玉米农田单位面积 N2O 排放量较高的地区主要集中在东南和南部,西部和北部排放较低,而印度小麦、玉米农田单位面积排放量高的区域则集中在东部及西南沿海。三十年间,中印两国三种作物 N2O 直接排放量平均值分别为98.6、47.8 Gg N2O-N。中国小麦和玉米田 N2O 排放量占三种作物排放总量的近90%,而印度农田 N2O 排放则主要来自小麦田,约占70%。两国三种作物 N2O 直接排放量随时间呈显著增加趋势,增加速率均表现为小麦田﹥玉米田﹥水稻田。中国三种作物 N2O 排放总量的年均增加速率为3.7%,低于印度的10.4%。虽然中国三种作物单位面积 N2O直接排放量和排放总量高于印度,但排放强度（单位产量的 N2O-N 排放量）及其增加速率均低于印度。     

巢湖圩区再生稻田甲烷及氧化亚氮的排放规律研究

为明确巢湖圩区再生稻田甲烷(CH_4)及氧化亚氮(N_2O)的排放规律,采用静态箱-气相色谱法对比观测了巢湖圩区2019—2020年再生稻田(RR)和稻麦轮作田(SW)的CH_4和N_2O排放通量,测定了土壤氧化还原电位(Eh)、土壤溶解性有机碳(DOC)、土壤铵态氮(NH_4~+-N)和硝态氮(NO_3~--N)。研究结果表明:SW处理在水稻返青期和分蘖期出现较大CH_4排放峰,RR处理的CH_4排放峰不仅出现在中稻季返青期和分蘖期,还出现在成熟期和再生季前期。SW处理N_2O排放峰主要出现在麦季降雨之后、稻季烤田及排水落干时,而RR处理N_2O排放峰主要出现在促苗肥施用后。与SW处理相比,RR处理的全年CH_4排放量、N_2O排放量、总温室气体排放量(TGHG)和温室气体排放强度(GHGI)分别降低了22.3%、86.5%、36.3%和15.9%(P0.05)。RR处理无小麦产量,但水稻产量增加了16.2%(P0.05)。稻季CH_4排放通量与土壤Eh呈显著负相关(P0.01),但与土壤DOC含量无显著相关性(P0.05)。RR处理的稻季N_2O排放通量与土壤NH_4~+-N浓度呈显著正相关(P0.05)。综合来看,在巢湖圩区种植再生稻不仅能提高水稻产量,还大幅减少总温室气体排放量和温室气体排放强度。     

中国主要旱地农田N_2O背景排放量及排放系数特点

【目的】收集中国已发表的旱地农田N_2O排放田间监测文献并建立数据库,以此为基础解析中国主要旱地农田(小麦地、玉米地、蔬菜地)的N_2O背景排放值(不施肥情况下土壤的N_2O排放量)和排放系数(EF)及影响因子,为估算区域温室气体清单和提出相应的减排策略提供数据支持。【方法】利用亚组归类和回归分析等方法对主要类型旱地农田N_2O背景排放量的影响因子(如土壤全氮含量和土壤碳氮比)及影响EF的因子(如氮肥用量及肥料类型——硝化抑制剂和缓控释肥)进行分析。【结果】(1)中国旱地农田N_2O背景排放量为0.70—3.14 kg N_2O-N·hm~(-2);小麦地和夏玉米地的N_2O背景排放量和蔬菜地的N_2O日背景排放量均随土壤全氮含量增加而增加,并随土壤碳氮比的增加而降低,灌溉促进小麦地N_2O背景排放量增加;(2)EF随着无机氮肥用量的增加而增加,不同作物种植类型农田的EF大小依次为蔬菜地(0.61%—1.13%)夏玉米地(0.50%—0.68%)春玉米地(0.35%—0.40%)小麦地(0.22%—0.36%);夏玉米地的EF是小麦地的2倍左右;(3)使用不同种类硝化抑制剂后氮肥的EF均有不同程度的降低,EF降低了34%—60%,EF降低程度依次为:DCD+HQ(58.9%)NBPT+DCD(52.9%)DMPP(51.1%)NBPT(44.1%)吡啶(39.5%)DCD(38.9%);硝化抑制剂降低EF的效果在不同旱地农田的表现为:小麦地(60.0%)蔬菜地(50.6%)春玉米地(39.6%)夏玉米地(34.7%);(4)与常规尿素相比,不同类型缓控释肥使得EF降低了15.9%—78.9%,降低次序依次为:长效碳酸氢铵(78.9%)聚合物包膜尿素(59.8%)脲甲醛(53.4%)树脂包膜尿素(44.9%)硫磺包膜尿素(30.6%)钙镁磷肥包膜尿素(15.9%);缓控释肥降低EF的效果在不同农田表现为:蔬菜地(78.4%)春玉米地(58.2%)小麦地(49.2%)夏玉米地,控释肥在降低夏玉米地EF的作用较小。【结论】旱地农田N_2O排放主要受土壤养分状况(全氮含量和碳氮比)和管理措施(灌溉和施肥)及其他因素的共同影响,应依据不同气候生态区的气候和土壤特点以及作物类型并考虑氮肥用量和类型采取针对性的减排措施,以有效降低农田N_2O排放。     

Estimates of N2O Emissions and Mitigation Potential from a Spring Maize Field Based on DNDC Model

Agricultural production plays an important role in affecting atmospheric nitrous oxide (N₂O) concentrations. Field measurements were conducted in Dalian City, Liaoning Province in Northeast China from two consecutive years (2009 and 2010) to estimate N₂O emissions from a spring maize field, a main cropping system across the Chinese agricultural regions. The observed flux data in conjunction with the local climate, soil and management information were utilized to test a process-based model, DeNitrification-DeComposition (DNDC), for its applicability for the cropping system. The validated DNDC was then used for exploring strategies to reduce N₂O emissions from the target field. The results showed that the major N₂O pulse emissions occurred with duration of about 3-5 d after fertilizer application in both years 2009 and 2010, which on average accounted for about 60% of the total N₂O emissions each year. Rainfall and fertilizer application were the major factors influencing the N₂O emissions from spring maize field. The average N₂O fluxes from the CK (control plot, without fertilization) and FP (traditional chemical N fertilizer) treatments were 23.1 and 60.6 μg m⁻² h⁻¹ in 2009, respectively, and 21.5 and 64.3 μg m⁻² h⁻¹ in 2010, respectively. The emission factors (EFs) of the applied N fertilizer (270 kg N ha⁻¹) as N₂O-N were 0.62% in 2009 and 0.77% in 2010, respectively. The comparison of modeled daily N₂O emission fluxes against observations indicated that the DNDC model had a good performance even if without adjusting the internal parameters. The modeled results showed that management practices such as no-till, changing timing or rate of fertilizer application, increasing residue incorporation, and other technically applicable measures could effectively reduce N₂O emissions from the tested fields. Our study indicated that avoiding application of N fertilizers at heavy rainfall events or splitting the fertilizer into more applications would be the most feasible approaches to reduce N₂O emissions from spring maize production in Northeast China.     

滴灌水氮管理对玉米种植土壤无机氮含量和氧化亚氮排放的影响

【目的】获得玉米种植土壤氧化亚氮(N₂O)减排的滴灌施肥模式,揭示不同滴灌灌水量和施氮比例下土壤无机氮含量对土壤N₂O排放的影响。【方法】在移动防雨棚内开展2季玉米3种滴灌灌水量(W60、W80和W100分别为田间持水量的50%～60%、70%～80%和90%～100%)和2种滴灌施氮比例(等N量为180 kg·hm-2,其中,F55为50%氮肥作基肥土施、50%氮肥作滴灌施肥,F37为30%氮肥作基肥土施、70%氮肥作滴灌施肥)的田间试验,测定生育期内土壤N₂O通量和不同生育时期土壤无机氮含量,计算不同生育时期和全生育期土壤N₂O排放量,分析土壤N₂O通量与土壤无机氮含量之间的关系。【结果】2季玉米土壤的N₂O排放规律相似;相同施氮比例下,W100水分处理下土壤N₂O排放通量在多数玉米生育时期高于W60和W80,表明高水分处理下土壤N₂O排放通量高于中、低水分处理;相同水分处理下,除夏季玉米苗期外,土壤N     

沼液灌溉对冬小麦-夏玉米轮作农田CO2、N2O排放规律的影响

为探究沼液灌溉对冬小麦-夏玉米轮作农田CO_2和N_2O排放特征及土壤理化性质的影响,设置不同的灌溉模式,即空白对照处理CK、常规施肥处理CF、灌溉两次(小麦季一次+玉米季一次)2∶1沼液处理T1、灌溉三次(小麦季两次+玉米季一次)2∶1沼液处理T2与灌溉三次(小麦季两次+玉米季一次)2∶1沼液处理T3共五个处理,采用静态箱-气相色谱法,研究牛场沼液灌溉条件下冬小麦-夏玉米轮作农田土壤CO_2和N_2O的排放特征,同时监测气象条件、土壤铵态氮、硝态氮、土壤可溶性有机碳等因子以及作物产量,分析并探讨了轮作周期内农田土壤CO_2和N_2O的排放特征及相关影响因子。试验结果表明,沼液灌溉没有改变轮作周期内土壤CO_2和N_2O排放通量的季节性变化规律,但会造成灌溉后短期内CO_2和N_2O排放通量增加;轮作周期内沼液灌溉处理在一定程度上提高了CO_2的排放水平,但除T3处理外,差异性均未达到显著水平;沼液灌溉处理没有明显提高N_2O排放水平。沼液灌溉提高了土壤可溶性有机碳含量,施用化肥会降低土壤可溶性有机碳含量;与常规施肥处理CF相比,T2、T3处理作物籽粒产量无明显差异,T1处理严重减产。综合考虑作物籽粒产量与CO_2和N_2O累积排放量,T2处理为本试验条件下最合理的沼液灌溉模式。     

施肥对板栗林地土壤N2O通量动态变化的影响

2011年6月-2012年6月期间, 在浙江省临安市典型板栗林地进行施肥对土壤N₂O通量变化影响的试验研究。目的在于探明不同施肥处理下板栗林地土壤N₂O通量的动态变化规律,并探讨土壤N₂O通量和土壤环境因子之间的关系。试验设置4个处理:对照(不施肥)、无机肥、有机肥、有机无机混合肥。采用静态箱-气相色谱法测定了板栗林地土壤N₂O通量,并测定了土壤温度、水分、水溶性有机碳(WSOC)和微生物量碳(MBC)含量。结果表明:板栗林土壤N₂O通量呈显著季节性变化,最大值出现在夏季,最小值出现在冬季;而且,施肥处理显著提高土壤N₂O年均通量和年累积量;在整个试验期间,无机肥、有机肥和有机无机混合肥处理下土壤N₂O的排放系数分别达到0.96%、1.45%和1.29%。此外,施肥也显著增加了土壤WSOC和MBC的含量(P < 0.05)。不同施肥处理条件下,土壤N₂O通量与土壤5 cm处温度、WSOC含量间均呈极显著正相关(P<0.01),但与MBC含量之间的相关性不显著。土壤N₂O排放与土壤含水量间除对照处理外均没有显著相关性。综上所述,施肥引起土壤WSOC含量的增加可能是施肥增加板栗林地土壤N₂O排放速率的主要原因之一。     

不同灌水模式和施氮处理下稻田N2O排放通量及其与硝化-反硝化细菌数量的关系

为获得减少稻田N_2O排放的合适灌溉模式和施氮管理,通过大田试验,研究了不同灌溉方式和施氮处理对生育期内稻田N_2O排放通量和不同时期土壤无机氮含量和硝化-反硝化细菌数量的影响,并分析了采样当天稻田N_2O排放通量与无机氮含量和硝化-反硝化细菌数量的关系。试验设3种灌溉方式,即常规灌溉(CI)、"薄浅湿晒"灌溉(TI)和干湿交替灌溉(DI),以及2种施氮处理,即全部施用尿素(RN1)和50%尿素+50%猪粪(RN_2),2种施氮处理氮用量相同。相同施氮处理下,TI模式可以降低稻田N_2O排放;DI和TI模式土壤无机氮含量、硝化细菌数量和亚硝化细菌数量较CI方式高,而CI和TI模式土壤反硝化细菌数量较DI模式高。相同灌水模式下,RN1处理可显著降低稻田N_2O排放,且RN1处理土壤无机氮含量、硝化细菌数量、亚硝化细菌数量和反硝化细菌数量较RN_2处理低。稻田N_2O排放通量与土壤反硝化细菌、硝化细菌数量和NH_4~+-N含量之间均呈极显著正相关关系(r≥0.309,P0.01),且土壤NH_4~+-N含量与硝化细菌数量和反硝化细菌数量之间也均呈极显著正相关关系(r≥0.555,P0.01)。因此,"薄浅湿晒"灌溉和尿素处理可以降低稻田N_2O排放,且稻田N_2O排放通量受到土壤NH_4~+-N含量、反硝化细菌数量和硝化细菌数量的综合影响。     

滴灌施肥对设施菜地N2O排放的影响及减排贡献

以京郊典型设施菜地为研究对象,设置了农民习惯(FP)、水肥一体化(FPD)、优化水肥一体化(OPTD)和对照(CK)4个处理,采用静态箱-气相色谱法,分析了设施菜地N_2O排放特征及其影响因素,评估了滴灌施肥对水氮利用效率的影响和N_2O排放量的减排贡献。结果表明:N_2O排放在施肥和灌溉事件后呈现出一段短而急促的排放峰,基肥期排放峰持续10 d左右,追肥持续时间为3~5 d,水肥一体化技术能降低N_2O排放峰值和持续时间,N_2O排放通量变化范围为-2.67~22.56 mg N·m~(-2)·h~(-1);在保持作物产量的条件下,FPD、OPTD处理分别比FP处理减少N_2O排放29.41%、32.63%,FPD处理的氮肥偏生产力和灌溉水利用效率比漫灌FP处理分别增加14.62%和43.54%。可见,在相同施氮量的条件下,改常规漫灌方式为滴灌,能降低设施菜地N_2O排放29.4%,同时氮肥和灌溉水利用效率分别提高14.62%和43.54%,是未来设施菜地值得推荐的一种生产技术。     

UV-B辐射增强对稻田土壤氮转化的影响

本文旨在探讨UV-B辐射增强对稻田土壤氮转化的影响。在元阳梯田原位种植当地传统水稻品种——白脚老粳,研究UV-B辐射增强(0、2.5、5.0 k J·m~(-2)和7.5 k J·m~(-2))对水稻生长期稻田土壤氮转化相关酶活性、无机氮含量及N_2O排放量的影响。结果表明:5.0 kJ·m~(-2)UV-B辐射增强处理导致水稻分蘖期和孕穗期土壤亚硝酸还原酶、脲酶活性显著降低;孕穗期时所有处理亚硝酸还原酶活性显著高于其他时期,分蘖期时所有处理脲酶活性显著高于其他时期;与对照相比,3个UV-B辐射增强处理导致成熟期硝酸还原酶、蛋白酶活性显著增加;孕穗期时2.5、5.0、7.5 k J·m~(-2)UV-B辐射增强处理硝酸还原酶活性显著高于其他时期,分蘖期时所有处理蛋白酶活性显著高于其他时期的相同处理。2.5 k J·m~(-2)UV-B辐射增强处理在水稻整个生育期中,除拔节期外NH_4~+-N含量均显著降低,5.0 kJ·m~(-2)UV-B辐射增强处理导致稻田土壤NO_3~--N含量在整个水稻生育期显著升高。UV-B辐射增强显著降低拔节期和孕穗期N_2O排放通量,成熟期则显著增加。相关分析发现,稻田土壤N_2O排放通量与NH_4~+-N含量呈极显著正相关,而NH_4~+-N含量与NO_3~--N含量及脲酶活性呈极显著正相关(P0.01)。从水稻生长的生育期来看,UV-B辐射提高了土壤硝酸还原酶、蛋白酶活性,抑制了亚硝酸还原酶、脲酶活性,促进了NH_4~+-N向NO_3~--N的转化,从而抑制了拔节期、孕穗期N_2O的排放。     

控释氮肥配施对不同覆盖旱作农田CO2排放的影响

为探讨黄土高原旱作不同覆盖下控释氮肥配施对春玉米农田二氧化碳(CO_2)排放的影响,2016—2018年在长武农业生态试验站进行了田间定位试验,采用静态暗箱-气相色谱法研究了地膜覆盖(FM)与秸秆覆盖(SM)条件下不施氮肥(N0)、100%普通尿素(N1)、树脂尿素和普通尿素比例1∶2(N2)三种施氮处理农田CO_2排放的动态变化特征。结果表明:旱作春玉米农田土壤CO_2排放通量的变化幅度在3.62～248.45 mg CO_2-C·m~(-2)·h~(-1),且呈先增加后降低的趋势。不同处理农田CO_2排放通量与0 cm和10cm土壤温度均呈极显著正相关。与不施肥相比,施用氮肥均显著增加农田CO_2排放通量和累积排放量。与施普通尿素相比,控释氮肥配施显著减少生长季和全年CO_2累积排放量达7.3%～10.12%。施氮处理CO_2排放通量与NO_3~--N和NH_4~+-N呈显著正相关。在相同施氮条件下,秸秆覆盖处理CO_2累积排放量均高于地膜覆盖处理。上述结果说明,控释氮肥配施处理有利于减少旱作不同覆盖春玉米农田CO_2排放。     

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。     

降水和冻融循环对大兴安岭沼泽湿地温室气体交换的影响

以大兴安岭北坡沼泽湿地为研究对象,通过采集原状土柱、实验室内模拟降水年际变化(R80和R130:80 mm和130 mm降水处理)和春季土壤冻融循环过程(培养温度:-15～5、-10～10℃和-5～15℃),评估降水和冻融对该沼泽湿地冻融期二氧化碳(CO_2)、甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N2O)交换及温室气体净收支的影响。结果表明,相对于R80处理,R130处理减少CO_2排放(P0.05)、促进N2O(P0.05)和CH_4排放,冻融期生态系统总呼吸主导温室气体净收支,148 d培养期R80和R130处理温室气体净收支分别为2 955.8±258.9 kg CO_2-eq·hm~(-2)和1 951.1±317.3 kg CO_2-eq·hm~(-2),因此,丰沛降雨有利于减少冻融期该沼泽湿地对气候变化的正反馈效应。R80处理代表的常规降水条件下,冻融期CH_4和N2O交换对该沼泽湿地温室气体净收支的贡献可忽略不计;R130处理代表的丰沛降水条件下,土壤冻融会激发N2O排放,使该沼泽湿地在冻融期表现为强N2O排放特征。未来对沼泽湿地土壤冻融和综合温室效应评估应特别关注降水量年际变异的影响。     

氮肥品种和含水量对水稻土N2O排放速率及排放过程的影响

稻田是全球重要的N_2O排放源,氮肥有效性和水分状况是影响稻田N_2O排放的关键因素。为探明水稻土在施用尿素和硫酸铵时,水分变化对短时间内N_2O总排放速率及不同硝化过程(自养硝化、异养硝化、非生物作用)贡献的影响,通过室内培养实验,采用乙炔抑制法,测定了不同时间段N_2O释放量,并计算释放速率。结果表明:施用氮肥可以显著提高自养硝化、异养硝化及总过程的N_2O排放速率,并且施尿素处理N_2O排放速率大于施硫酸铵。随着土壤水分含量由48%增加至160%,总N_2O排放速率以及自养硝化、异养硝化N_2O排放速率显著增加。供试水稻土N_2O的产生主要是由生物过程主导的,其中硝化作用(包括自养硝化、异养硝化)最高贡献达51.1%,非生物作用贡献所占比重很小。这些结果可为科学施肥,降低农田土壤N_2O排放提供科学依据。     

中国茶园N2O排放及其影响因素

茶叶作为一种广受欢迎的天然饮料在中国经济和文化方面具有重要作用,但高氮肥投入的茶园种植系统也引起了一系列的环境问题,如土壤酸化和温室气体氧化亚氮(N2O)排放。迄今为止,尽管在茶园生态系统中已开展了一些田间观测研究,但对于中国茶园N2O排放总量及其影响因素仍缺乏全面的评估和量化。本研究基于田间观测研究的文献数据(共收集70个数据,其中包括45个常规施肥处理和25个不施肥处理)荟萃(Meta)分析,定量分析了基于环境因子(气候和土壤性质)和管理措施影响条件下中国茶园N2O年排放和直接排放系数(EFd)的变化特征。结果表明,中国茶园平均N2O年排放量为9.55 kg N·hm^-2·a-1(95%置信区间为7.54~11.9 kg N·hm^-2·a^-1),高于我国粮食作物农田的排放;茶园的平均EFd为1.92%(95%置信区间为1.49%~2.39%),约是IPCC建议的全球农田N2O排放系数默认值1%的两倍。综合分析茶园N2O排放的影响因子表明,氮肥施用量是土壤N2O年排放量的关键驱动因素,且二者呈显著线性正相关关系。而EFd则主要受土壤C/N和黏粒含量的协同影响,且与二者呈显著负相关关系。基于中国茶园种植总面积(仅占<2%的中国农田总面积)和主要茶区的年平均氮肥施用量以及本研究的EFd,估算出2018年我国茶园N2O排放总量为28 Gg N·a^-1,约占中国农田总排放量的15%。可见,茶园在中国农田种植系统中是大气N2O的强排放源。本研究进一步分析表明,茶园施用有机无机复混肥或新型肥料(如缓控释肥或添加生物炭),可有效地提高茶树的氮肥利用率并减少土壤N2O排放。     

优化氮肥配置提高冬小麦-夏玉米贮墒旱作栽培水氮利用效率

为探明与冬小麦-夏玉米周年贮墒旱作节水栽培模式相配套的氮肥高效施用技术,基于贮墒旱作栽培(冬小麦和夏玉米灌底墒水或出苗水,生育期内不灌水),在全年施氮量360 kg/hm2下开展了前后茬作物施氮量配比不同的大田试验.试验设置4种施氮处理,分别为冬小麦120 kg/hm2+夏玉米240 kg/hm2(W0N1);冬小麦1...     

Relationships of soil physical and microbial properties with nitrous oxide emission affected by freeze-thaw event

Freeze-thaw event often occurs in regions at mid-high latitude and high altitude. This event can affect soil physical and biological properties, such as soil water status, aggregate stability, and microbial biomass and community structure. Under its effects, the bio-indicators of soil microbes including the kinds and quantities of some specific amino sugars may vary, and the process and intensity of soil nitrogen transformation may change, which can result in an increase in nitrous oxide (N₂O) production and emission, making the soil as the major source of N₂O emission. This paper summarizes the research progress on the aspects mentioned above, and suggests further research directions on the theoretical problems of soil N₂O production and emission under the effects of freeze-thaw event. __________ Translated from Chinese Journal of Applied Ecology, 2007, 18(10): 2361–2366 [译自: 应用生态学报]