温度,湿度及通气状况对土壤中N2O释放量影响的研究

采用乙炔抑制法，利用气相色谱仪测定土壤中Ｎ２Ｏ释放量，并研究其影响因素。测定结果表明：温度，湿度及通气状况对土壤中Ｎ２Ｏ释放量的影响具有显著差异，并且交互作用的差异也达到极显著水平。由温度，湿度与土壤中Ｎ２Ｏ最大释放量的逐步回归方程式看出，在嫌气条件下温度对反硝化作用的影响比湿度的影响较为显著，而好气条件下湿度的影响要比温度的影响显著。     

氮肥施用对西南地区紫色土冬小麦Ｎ２Ｏ释放和反硝化作用的影响

N2O是重要的温室气体之一,由此引起的全球变暖和臭氧层破坏是当今重要的环境问题.采用遮光密闭箱和气相色谱法研究了氮肥施用对小麦地N2O 释放和反硝化作用的影响.结果表明,小麦生长季节里,高氮、中氮以及不施氮处理N2O 平均排放通量分别为2.71、2.42、1.97 gN·hm-2·d-1;尿素、硫酸铵、硝酸钾3种氮肥品种处理下,平均N2O 排放通量分别为2.42、2.14、3.13 gN·hm-2·d-1.小麦生长季节里,高氮、中氮以及不施氮处理平均反硝化速率分别为4.91、4.50、1.67 gN·hm-2·d-1;尿素、硫酸铵、硝酸钾3 种氮肥品种处理下,平均反硝化速率分别为4.50、3.68、5.29 gN·hm-2·d-1.氮肥施用明显促进了土壤-植物系统中N2O排放通量和反硝化作用,氮肥施用量水平和N2O排放通量、反硝化作用呈正相关.硝酸钾对N2O 排放通量和反硝化作用贡献最大,硫酸铵最小.研究还表明,小麦地N2O释放和反硝化作用与季节有一定相关性,温度较高季节排放量及反硝化作用明显,反之则较弱.     

巢湖流域河流沉积物N2O释放对水体溶存N2O贡献研究

2010年11月在巢湖支流丰乐河与杭埠河采用现场培养和实测方法研究了沉积物N2O释放对水体（水柱）溶存N2O的影响,并采用NO-3削减法估算了沉积物的反硝化速率。研究结果表明,丰乐河与杭埠河N2O平均溶存浓度分别为0.26±0.10（SD）μg N-N2O·L-1和0.18±0.04（SD）μg N-N2O·L-1,饱和度分别为186%和151%,表明两条河流为大气N2O的潜在释放源。丰乐河与杭埠河沉积物-水界面N2O平均释放通量分别为0.39±0.44、0.15±0.16 μg N-N2O·m-2·h-1,由此可分别贡献水体中约89% 和45%的溶存N2O。对河流沉积物的反硝化速率估算结果表明,丰乐河与杭埠河沉积物反硝化速率分别为0.12±0.07、0.10±0.05 mg N·m-2·h-1,与已有的沉积物反硝化速率报道相比较低。     

干旱地区农田生态系统中N2O排放研究

综述了土壤水分和通气、土壤质地、土壤pH值、土壤温度及土壤微生物等因素对农田N2O排放的影响,指出了继续深入研究这些因素对农田N2O排放的综合影响机理及其与N2O排放量之间的数量关系应是未来的研究重点。     

农业土壤N_2O产生途径及其影响因素研究进展

基于目前国内外对农业土壤N_2O产生与排放过程的研究成果,分析了N_2O的产生途径及其研究方法、影响农业N_2O产生的主要因素。农业土壤N_2O产生的主要过程有硝化作用(自养硝化作用和异养硝化作用)、反硝化作用和硝化微生物反硝化作用。目前研究硝化和反硝化作用的研究方法主要包括15N示踪法和气体抑制剂抑制法;影响土壤硝化—反硝化作用及N_2O产生的因素主要包括土壤基质、土壤物理性质、土壤化学性质、生物因素以及人类活动等。在此基础上探讨了目前研究中存在的主要问题,并对今后研究提出展望与建议。     

土壤硝化和反硝化作用研究方法进展

综述了近年来土壤中硝化、反硝化作用的主要研究方法,如乙炔抑制法1、5N库稀释法、气体分压方法等,并分析了这些方法的优缺点和适用性。     

硝化和反硝化过程对林地和草地土壤N2O排放的贡献

【目的】明确好气条件下硝化和反硝化过程对林地和草地土壤N2O排放的贡献,比较温度变化对两个过程排放贡献的影响。【方法】通过室内好气培养试验（60%WHC）,采用15N同位素标记技术测定林地和草地土壤在10℃和15℃下铵态氮、硝态氮和N2O的15N丰度,计算硝化和反硝化过程对N2O排放的贡献。【结果】好气培养条件下,林地和草地土壤中的硝化作用和反硝化作用同时发生,硝化作用对N2O排放的贡献为53.1%―72.0%,是N2O排放的主要过程。培养期间林地土壤中反硝化过程对N2O排放的平均贡献为44.9%,显著大于草地土壤（28.9%）,而硝化过程对N2O排放的平均贡献为55.1%,显著小于草地土壤（71.1%）。温度增加显著促进了土壤中N2O的排放,但是对硝化和反硝化过程的N2O排放贡献没有影响。【结论】好气条件下硝化作用是土壤中N2O排放的主要过程,但反硝化作用仍占有很大比例。     

旱地反硝化作用和N2O排放影响因子的研究

用乙炔抑制原状土柱和模拟土柱法,研究了包括水分、碳源、氮源以及反硝化的主要决定因子水分干湿交替对土壤N2O排放量的影响。结果表明,影响旱地土壤反硝化的主要因子是作为微生物能源和碳源的有机物质,在碳源充足时,土壤的硝态氮含量和水分因子是限制因子;两种氮源相比较,在一定的碳含量和水分条件下,土壤N2O排放量并不随NO3--N加入量的增加而增大,最大N2O排放量发生在氮源加入量为300 mg/kg时;而当氮源为NO2--N时,土壤N2O排放量随NO2--N加入量的增加而增大,最大排放量为NO2--N为450 mg/kg处理。在同等土壤水分条件下,土壤由湿变干过程中产生的N2O通量高于土壤由干变湿过程中的产生量;土壤由干变湿过程中N2O通量随着土壤水充孔隙空间(WFPS)含量的增加而增大,但在土壤由湿变干过程中最大N2O通量并非在土壤水分饱和状态下,而是在土壤WFPS为70%时,而后N2O排放量随土壤WFPS含量的减少而降低;施肥处理土壤与不施肥对照相比,两者的N2O通量变化趋势相同,但对照的变化幅度相对较小。     

菜地土壤N2O产生机理及影响因素研究进展

土壤是温室气体氧化亚氮最主要排放源,其中又以农田土壤为主.但近年来我国菜地土壤面积呈明显上升趋势,菜地土壤氧化亚氮的排放亦不容忽视,但又不应以农田土壤—概而括.本文综合分析土壤氧化亚氮产生与排放机理及其影响因素,介绍了菜地土壤的特性.探讨进一步的研究方向,客观评价土壤氧化亚氮排放的影响因子,为制定具体减排措施打下夯实基础.     

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。     

不同水分条件下不同土壤微生物类群产N2O量的初步研究

本研究主要是通过微生物分离手段加富培养菜园土中的硝化菌、厌氧反硝化菌和异养硝化/好氧反硝化菌,并在30%、50%和100%3种土壤充水孔隙度(指土壤体积含水量与总孔隙度的百分比,V/V)水分条件下进行无菌菜园土反接种培养实验,研究了不同水分条件下、不同土壤微生物类群的产N2O量。结果表明:30%含水量的灭菌土壤反接种培养,N2O的产生是以异养硝化/好氧反硝化作用为主,自养硝化作用对于N2O亦有贡献,后者产N2O量仅是前者的15.2%～47.2%;而50%含水量的灭菌土壤反接种培养,N2O的产生过程是以自养硝化为主,其N2O产生量几乎是异养硝化/好氧反硝化菌处理的2.1倍。在上述3种水分条件下,厌氧反硝化菌活性均受到抑制,几乎不产生N2O。     

菜地土壤N_2O排放及其氮素反硝化损失

采用培养试验方法,对南京郊区 3对菜地土和水稻土的 N2O排放和氮素反硝化损失进行了研究.不加乙炔培养测定土壤 N2O排放,加乙炔( 10% V/V)培养测定反硝化损失.菜地土为相同类型水稻土改种为蔬菜约 20年的土壤.结果表明,在培养 0～ 1 d期间 ,菜地土本身 N2O排放通量 (5.15～ 218.37 ng N· g-1soil· h-1)均高于相同类型的水稻土 (2.50～ 3.94 ng N· g-1soil· h-1). 3对供试土壤中, 2个菜地土培养 21 d排放的 N2O总量与反硝化损失总量均显著高于相同类型的水稻土( P<0.05). 3对供试土壤施尿素后反硝化损失均未显著增加.施肥和不施肥处理,土壤 N2O排放累积量和反硝化损失累积量随时间 t的变化均符合修正的 Elovich方程 y=bln(t)+ a.     

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.     

下辽河平原几种旱作农田N2O排放通量及相关影响因素的研究

为探明下辽河平原几种旱作农田N2O排放通量及相关因素的影响,采用静态箱(暗箱)/气相色谱法对东北地区3种典型的旱地作物(玉米、大豆和春小麦)的N2O排放进行了原位测量,同时测量了土壤湿度等相关影响因子。结果表明,3种旱田作物的N2O排放在其各自生长季内均表现出比较明显的季节变化规律。在整个生长季观测中,常规处理N2O排放通量变化范围和平均通量分别为:玉米田-26.2～822.1μg·m-2·h-1,平均通量110.3μg·m-2·h-1;大豆田-96.8～281.0μg·m-2·h-1,平均通量66.0μg·m-2·h-1;春小麦田-27.1～183.1μg·m-2·h-1,平均通量46.3μg·m-2·h-1。研究还表明,土壤湿度是制约旱田N2O释放的关键因素,在土壤湿度较低时,施N肥并不会增加N2O的排放量。从作物的整个生长季来看,施N肥处理比未施N肥处理的N2O排放量要高,具体表现在玉米田和春小麦田常规处理N2O排放总量分别是无N处理的3.88倍、1.10倍。     

大豆植株及大豆植株-土壤系统N2O释放规律及其与光合作用的关系

为区分植物在土壤-植物系统N2O排放中的贡献,用封闭式箱法对田间栽培的大豆植株及土壤、大豆植株-土壤系统的N2O排放进行了测定,同时对影响N2O的排放的因素进行了分析。观测结果表明:田间栽培的大豆的N2O排放通量昼间变化模式是10∶30有一个排放高峰,153∶0有一个排放低谷,甚至表现为可吸收大气中的N2O;在生育期内,大豆植株有两个释放高峰,分别位于6月下旬和8月中旬。从6月下旬至8月末,大豆对土壤-植物系统N2O排放的贡献率约为25%～57%。大豆植株、大豆植株-土壤系统N2O排放通量与温度有一定的相关性,相关系数r2分别为0.4954和0.5357,大豆N2O的排放通量同光合速率有一定的相关性(r2=0.5944)。     

大豆N2O释放与光照度和光合作用的关系

采用分隔式封闭箱法，测定盆栽大豆植株氧化亚氮（N2O）通量以及光照度、光合速率和气孔导度的日变化。同时，观测田间大豆—土壤系统在主要生长阶段N2O释放的变化。在温室里，大豆植株N2O释放在上午10：00时出现一个高峰；中午时N2O释放量较低，此时光照度和光合速率都保持在较高的水平上；在14：00时，N2O释放量达到低谷,光照度达到最大，但光合速率却处于很低的水平；在15：00时，植株N2O的释放达到第二个高峰，但光照度和光合速率却处于快速下降期。结果表明：植物N2O的释放不仅与光合作用的光反应有关，而且也与暗反应有关。上午10：00以后植株N2O释放通量与气孔导度变化没有一致的关系。在大豆生长季，大豆—土壤系统N2O释放通量有两个高峰，第一个峰出现在6月中下旬，第二个高峰出现在9月下旬。     

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.     

土壤质地及环境因子对农田N_2O排放的影响

[目的]研究土壤质地与环境因素对N2O排放通量的影响情况。[方法]采用实验室培养法,设4种土壤质地,8个土壤深度梯度(5～40 cm),6个温度梯度(10～35℃)、5个湿度含水量等进行试验研究。[结果]相同培养条件下,粘土类N2O排放通量高于粘壤土和粘砂质壤土,最低的为砂质土壤;在不同培养深度条件下的N2O排放通量,壤土类明显高于砂质土壤,两土壤类加入氮肥后的N2O排放通量高于对照土壤;土壤的N2O排放通量随温度的增加而增长,在相同温度下壤土类土壤N2O排放通量高于砂质土壤;N2O排放通量随土壤含水量的上升随之增加,至田间持水量时N2O排放通量达到最大;在相同的湿度条件下,N2O排放通量壤土类高于砂质土壤。[结论]重质地旱作土壤N2O排放通量要高于轻质地土壤。