水肥对稻麦轮作农田N_2O排放影响及减排的研究进展

水分管理与施肥管理是季节性干旱区农业生产中重要的组成部分。肥料除了有改良土壤、培肥地力的效果,更重要的是与土壤水分相互协作,达到"以水调肥"和"以肥调水"的耦合效应。此外,农田温室气体的排放关系到土壤微生物环境和全球温室气候的变化。在阐述N_2O产生机制的基础上,从水分管理、施肥管理和水氮互作管理方面综述其对N_2O排放的影响,并根据温室效应等因素提出合理的减排技术措施,以期科学评估温室气体变化,为我国实行低碳农业和降低温室效应提供理论依据。     

放牧对草地生态系统温室气体的影响

放牧主要通过影响草地生态系统中土壤的理化性质(土壤含水率、孔隙度、微生物和有机物含量的构成)来影响整个生态系统温室气体的排放。草地生态系统土壤中,植物根系的呼吸作用、土壤微生物的活动以及各种物理、化学和生物作用为温室气体的主要来源。本文在阐述草地生态系统温室气体排放机制和作用的基础上,主要从放牧管理模式、放牧强度、放牧动物等放牧作用对草地生态系统温室气体的排放情况进行了综述,就今后放牧对草地生态温室气体的研究重点和方向进行了展望,总结了适合不同放牧条件下整个生态系统温室气体的减排措施。     

不同施肥和保水措施对油茶土壤N2O排放的影响

为探究不同施肥和保水措施对油茶土壤N_2O排放的影响,采用静态暗箱-气相色谱法,设置对照(B0CK)、氮肥(N,0.13 g N·kg~(-1))、磷肥(P,0.065 g P·kg~(-1))、氮磷肥(NP,0.13 g N·kg~(-1)+0.065 g P·kg~(-1))、低复合保水材料(生物炭和聚丙烯酰胺,B1,每盆13.65 g炭+1.35 g聚丙烯酰胺)、高复合保水材料(生物炭和聚丙烯酰胺,B2,每盆27.30 g炭+2.70 g聚丙烯酰胺)、低复合保水材料和N(NB1)、高复合保水材料和N(NB2)、低复合保水材料和P(PB1)、高复合保水材料和P(PB2)、低复合保水材料和NP(NPB1)、高复合保水材料和NP(NPB2),共12个处理,进行不同施肥和保水措施下土壤N_2O排放的差异比较。结果表明,N、P添加均显著增加土壤N_2O的累积排放量,NP添加与对照无差异。施加复合保水材料抑制土壤N_2O的排放,随着复合保水材料施用量的增加,土壤N_2O的排放显著降低,与对照相比,B1和B2处理N_2O减排50%以上。N添加条件下,与对照相比,添加复合保水材料NB1、NB2的N_2O累积排放显著降低。P与复合保水材料无交互作用。N、P和复合保水材料对土壤N_2O累积排放量具有显著作用,在NP同施时,与对照相比,添加复合保水材料NPB1、NPB2的N_2O累积排放分别降低了1.18%、30.69%。因此,高复合保水材料类型的施肥措施对减少油茶土壤N_2O排放具有重要意义,从而对缓解全球气候变化具有重要影响。     

有机肥部分替代化肥氮对叶菜产量和环境效应的影响

针对叶菜类蔬菜有机肥氮替代化肥氮的最佳替代比例及对经济效益和环境效应综合评价较缺乏等问题,本研究采用田间试验,对包心菜和小青菜进行等氮水平下不同比例有机肥替代化肥处理,包括:纯化肥氮(0M),25%、50%、75%和100%有机肥替代化肥(25%M、50%M、75%M和100%M),研究不同处理下蔬菜产量、经济效益、土壤氨挥发和氧化亚氮排放。结果表明, 25%M处理下包心菜和小青菜产量均达最高,且与0M处理相比包心菜和小青菜的产量分别增加15.0%(P0.05)和16.3%(P0.05)。25%M比0M处理经济效益分别增加11.7%和5.4%,但在50%M、75%M和100%M处理下经济效益为负增长。25%M处理下,氨挥发累积排放量在包心菜和小青菜季分别为42.1kg·hm~(-2)和12.9kg·hm~(-2),比0M处理分别降低23.4%(P0.05)和41.6%(P0.05); 0M和25%M处理间氧化亚氮累积排放量无显著差异, 25%M处理在包心菜和小青菜季的氧化亚氮累积排放量分别为0.74 kg·hm~(-2)和3.06 kg·hm~(-2);与25%M处理相比, 50%M、75%M和100%M处理下氧化亚氮排放分别增加33.7%～60.8%(P0.05)、50.0%～134.3%(P0.05)和56.8%～185.6%(P0.05)。基于此,提出叶菜类蔬菜有机肥氮替代化肥氮的适宜替代比例在25%左右时可实现最佳的增效减排效果。     

多肽增效尿素推广时机成熟

氮肥的大量损失已经引起一系列环境问题。在北方一些农业高度集约化地区,氮肥不合理施用导致地下水硝酸盐超标时有报道;在南方经济发达地区,氮、磷肥过度施用已导致地表水富营养化,湖泊严重污染。此外,蔬菜中硝酸盐超标、大气中氧化亚氮排放量增加、沿海城市赤潮现象的发生等环境问题也与肥料的不合理     

氮源对甲烷氧化混合菌群甲烷氧化和氧化亚氮排放的影响

氮源是影响甲烷氧化菌甲烷氧化效率的重要因素,但其对甲烷氧化过程N_2O的生成规律的影响尚不明晰。本研究以甲烷氧化菌混合菌群为供试对象,开展了氮源类型和氮源浓度对甲烷氧化混合菌群甲烷氧化效率和氧化亚氮生成规律的影响试验,并采用乙炔抑制法研究了甲烷氧化混合菌群氧化甲烷过程的N_2O生成途径。结果表明:与NH_4~+-N和NO_2~--N相比,以NO_3~--N为氮源,甲烷氧化混合菌群具有较高的甲烷氧化效率,可达90%,同时生成的N_2O浓度较低,约为1.0mg/m~3。不同浓度的NO3--N对甲烷氧化混合菌群的甲烷氧化能力和N_2O生成影响不大。高浓度NH_4~+-N会降低甲烷氧化混合菌群的甲烷氧化效率且促进N_2O生成,NH_4~+-N浓度从10mg/L提高到50 mg/L时,甲烷氧化效率由92.0%降低为78.9%,而N_2O浓度由5.1mg/m~3升高为17.8 mg/m3。氧化亚氮产生机制试验表明:甲烷氧化混合菌群在培养初期生成的N_2O以非生物作用为主,其贡献约为79%,培养后期以硝化细菌反硝化作用为主,贡献约为61%。     

中国农业系统N2O排放量评估及低碳措施

为评估中国农业系统目前氧化亚氮(N2 O)排放量和各区域分布特点,采用联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)推荐方法,结合官方统计数据,对全国各区域农作物种植及粪便管理过程中产生的氧化亚氮排放量进行评估.结果表明:2018年全国农业活动带来的氧化亚氮排放量为7.333×105 t,其中农用地的氧化亚氮排放量最大,约占总排量的62.69％;禽畜粪便管理过程中估算的N2 O排放量约占总排放量的37.31％.从空间分布上看,各地域氧化亚氮排放量差异明显,其中中南地区排放量最大,其次是华东、西南、东北和华北地区,西北地区排放量最小.针对中国种植业及畜牧业相关特点,建议通过合理施氮及改善灌溉模式来提高田间管理措施;通过适当调整养殖结构、改善存储环境和改进粪便处理方式来降低氧化亚氮排放量,探索种养结合、循环利用等低碳新农业模式,实现氧化亚氮减排和科学管控.     

森林土壤氧化亚氮排放对氮输入的响应研究进展

大气中氧化亚氮（N2O）浓度的上升加剧了全球变暖。森林土壤在调节大气N2O浓度中发挥着至关重要的作用。近年来,氮（N）输入对森林土壤N2O通量的影响备受关注。然而,森林土壤N2O排放对N输入响应的机制,尤其是植物和微生物对N2O通量的调控作用尚缺乏系统研究。因此,本文综述了N输入如何通过森林植被（根系N吸收、凋落物分解和形成丛枝菌根）和土壤微生物（微生物量和群落组成）调控N2O产生途径从而影响森林土壤N2O排放。结果表明,植物的竞争性氮吸收能降低氮输入对N2O排放的促进作用,其作用大小可能主要取决于土壤“氮饱和”状态。植物凋落物主要通过分解过程中的养分归还和次生代谢产物释放来影响氮输入背景下的森林土壤N2O排放,前者具有促进作用,而后者具有抑制作用。丛枝菌根主要通过吸收有效氮和水分、促进团聚体形成以及改变N2O相关功能基因群落调控森林土壤N2O通量。N输入导致的土壤酸化或养分限制,通常会降低微生物量和/或改变微生物群落组成,从而控制N2O排放。N输入对N2O不同产生途径也会造成影响,受土壤湿度、N2O底物浓度以及N2O相关功能基因丰度（AOB、 AOA、nirK、 nirS和nosZ）的调控。未来在模型预测中,需要将植物氮吸收、凋落物分解、菌根以及N2O产生途径充分纳入模型,以提高模型预测准确性,为全球变化背景下制订森林管理政策和温室气体减排措施提供支持。     

稻田温室气体排放研究综述

甲烷和氧化亚氮是稻田的主要温室气体,对全球变暖起着重要的作用。为此,综述了水分管理、施肥方式、品种差异、农耕方式及土壤气候等因素对甲烷和氧化亚氮排放的影响。同时,从综合温室效应角度出发,提出选育适宜的品种、加强水分管理、合理施肥以及选择合适的耕作方式等措施,为发展生态农田系统提供参考。