不同秸秆还田模式和施氮量对农田CO2排放的影响

以山东省桓台县高产农田为试验对象，分析在高产条件下，不同秸秆还田模式和氮肥施用量对农田CO2排放的影响。结果表明，氮肥施用量与秸秆还田模式都是影响土壤CO2排放的重要因素，玉米秸秆和小麦秸秆全部还田的处理土壤CO2排放通量高于其它中低氮处理，而小麦秸秆还田与不还田的各处理间差别不大。麦秸还田配施高氮处理的CO2排放通量普遍高于其它处理。     

不同秸秆还田模式和施氮量对农田CO2排放的影响

以山东省桓台县高产农田为试验对象,分析在高产条件下,不同秸秆还田模式和氮肥施用量对农田CO2排放的影响。结果表明,氮肥施用量与秸秆还田模式都是影响土壤CO2排放的重要因素,玉米秸秆和小麦秸秆全部还田的处理土壤CO2排放通量高于其它中低氮处理,而小麦秸秆还田与不还田的各处理间差别不大。麦秸还田配施高氮处理的CO2排放通量普遍高于其它处理。     

施氮量对海南燥红壤和砖红壤N2O/CO2排放的影响

利用室内培养实验,分析燥红壤和砖红壤中分别施加N0（不添加氮素）、N1（氮添加量为100mg·kg⁻¹）、N2（氮添加量为200mg·kg⁻¹）和N3（氮添加量为300mg.kg⁻¹）4个水平氮后对土壤性质及N₂O、CO₂排放的影响。结果表明：氮肥添加显著降低了土壤pH和有机碳含量。相较于N0,燥红壤N1、N2和N3处理pH和有机碳降幅分别为8%～18%和4%～12%,砖红壤降幅分别为5%～23%和3%～15%;添加氮肥后各处理土壤全氮含量显著增加,燥红壤和砖红壤分别增加15%～54%和13%～52%。氮施入增加了土壤NH₄⁺−N和NO₃⁻−N含量,各处理土壤铵态氮和硝态氮含量均表现为N3>N2>N1>N0。氮添加促进土壤N₂O和CO₂排放,相较于N0,燥红壤N₂O和CO₂累积排放量分别增加1176%～2425%和124%～281%,砖红壤分别增加1054%～1887%和138%～256%。施氮量和土壤类型是影响农田土壤N₂O和CO₂排放的重要因素。土壤N₂O和CO₂排放与施氮量呈线性显著相关,减少施肥是降低土壤N₂O排放最直接和最有效的措施。与砖红壤相比,燥红壤N₂O和CO₂排放对氮素添加的响应更敏感。     

农田土壤N2O排放和减排措施的研究进展

氧化亚氮(N2O)是一种受人类活动影响的重要温室气体。农业土壤是其主要的排放源之一,土壤中硝化和反硝化作用是N2O产生的主要过程。N2O的排放受多种因素的影响,农业活动尤其是施用化学氮肥是农田N2O排放量增加的主要因素。提高氮肥利用率,使用硝化抑制剂等措施将有助于减少N2O的排放量,更有效的减排措施还有待进一步的研究与应用。     

NaOH和H2O2预处理对玉米秸秆厌氧消化的影响

为提高秸秆厌氧消化的产气量及产气效率,采用NaOH和H2O2对玉米秸秆进行预处理,考察了不同浓度组合预处理对秸秆成分、厌氧消化性能的影响.试验结果表明,2％NaOH+3％H2O2预处理的处理效果最佳,与未经预处理的效果相比,总产气量提高了9.89％,消化时间缩短了14d,TS和VS降解率分别提高15.23％和17.85％.NaOH和H2O2联合试剂对秸秆进行预处理可以有效提高厌氧消化效率.     

华北平原典型农田CO2和N2O排放通量及其与土壤养分动态和施肥的关系

对华北平原小麦-棉花(麦棉)、小麦-大豆(麦豆)、小麦-玉米(麦玉)轮作田的CO2和N2O排放通量进行了测定,分析了温室气体排放通量与土壤中碳、氮元素、气温以及施肥等之间的关系。主要结论:1)麦棉、麦豆、麦玉田的土壤CO2平均排放通量分别为CO2-C 141.7、109.8、128.2 mg.m-2.h-1,其中夏播作物的排放通量高于小麦季;2)麦棉、麦豆及麦玉田作物生长季的土壤N2O平均排放通量分别为N2O-N 98.8、38.9、44.7μg.m-2.h-1,也表现为麦后季作物的排放量高于小麦季;3)同一生育期中不同处理的N2O排放主要与土壤中无机氮含量相关,不同生育期的N2O排放通量主要受不同生育期的土壤温度及水分状况的影响;4)在施肥灌溉后的9 d内土壤N2O排放通量较高,之后逐渐降低,至施肥后22～27 d即与不施肥处理的排放持平。     

绿洲不同覆被下环境CO2浓度及小气候的变化

为了探讨局地CO2浓度时空变化特点和绿洲不同覆被的环境效应,在甘肃省河西走廊中段临泽绿洲北部,分别于春、夏、秋、冬季利用LI-6400便携式光合作用测定系统,研究了绿洲内樟子松林、杨树林、玉米地的环境CO2浓度和空气温度、湿度、光照强度等的变化,并与沙漠区进行了比较.结果表明,临泽绿洲北部近地层(≤10 m)大气CO2浓度年平均为372 μmol · mol-1,夏季玉米叶片分布层1 m高处CO2浓度可降到320 μmol · mol-1.绿洲区气温一年四季总体低于沙漠区,但不同植被类型效应不同,樟子松林和杨树林在夏季近地层气温低于沙漠区4.1 ℃,而玉米地则高于沙漠区2.3 ℃;空气相对湿度绿洲内明显高于沙漠区,年平均高出11.4%.说明绿洲森林植被具有明显的冷湿效应,特别是在夏季玉米农田气温高于沙漠的情况下,森林的冷效应更加明显.保护绿洲农田防护林网的完整和适宜的绿洲片林,具有维持绿洲冷湿效应的重要作用.     

长期定位施肥对农田土壤温室气体排放的影响

采用静态箱/气象色谱法,研究长期不同养分配施(CK,NK,NP,PK和NPK)后的农田土壤温室气体排放差异。结果表明,不同处理条件下,土壤CO2排放呈相似的变化趋势,受土壤温度和水分的共同影响,土壤CH4和N2O的时间变化在不同处理间存在差异,和温度水分的关系不明显。平均排放通量的分析表明,长期不同肥料配合施用后形成的不同肥力的土壤以及作物生长的差异是影响土壤温室气体排放的一个重要因素,土壤CO2平均排放通量顺序依次为CK相似文献   

降雨对干旱半干旱区湿地和农田土壤CO_2短期释放的影响

本研究以巴音布鲁克湿地和农田灰漠土原状土为研究对象,进行原位模拟降雨试验,利用LI-8100土壤碳通量自动测量系统测定土壤的CO_2排放,研究了不同降雨量对土壤CO_2排放的影响。结果表明:降雨导致湿地土壤CO_2释放速率显著增加(P0.01),而农田土壤无显著差异。在其含水量无明显差异下,湿地不同降雨处理组的CO_2排放量均大于农田组,湿地土壤CO_2日累积排放量降水10 mm组降水20 mm组对照组,土壤有机碳高的湿地土壤随降雨量增加,土壤短期碳损失高,而对低有机碳土壤(西北干旱区贫瘠土壤)短期碳损失影响不显著。降雨后农田土壤降水10 mm组CO_2排放与地表温度和5 cm地温相关性极显著(P0.01),其他各处理均未呈现显著相关。说明在干旱半干旱区降雨量对土壤CO_2排放速率有着重要的影响。     

不同施肥方式对农田土壤CO2和N2O排放的影响

采用静态箱/气相色谱法研究不同施肥方式以及环境因子对农田土壤CO2和N2O排放通量的影响,结果表明,不同施肥方式对农田土壤CO2排放的季节模式无明显影响,但是影响了N2O排放的季节模式。不同施肥方式对土壤CO2排放通量影响不明显,主要影响土壤N2O排放,整个小麦、玉米生长季,分两次施肥的F2与分四次施肥的F1相比,土壤N2O排放量增加,化肥配合有机肥施用(MF)的土壤N2O通量大于单纯的化肥处理,秸秆还田降低了土壤N2O的排放。相关分析结果表明,土壤CO2排放与大气温度、地表温度、土壤温度和土壤水分均呈显著正相关关系(P<0.01)。由于肥料施用的影响,土壤N2O排放和土壤温度、水分的相关分析并不显著。土壤N2O排放受土壤硝态氮和铵态氮变化的影响。     

铵态氮源和碳源对土壤N_2O、CO_2释放的影响

在田间持水量WFPS为70%、温度为20℃的条件下,通过室内静态培养方法研究铵态氮源与不同碳源结合,对华北平原典型小麦-玉米轮作体系土壤N_2O、CO_2释放的影响。其中,碳源种类分别为葡萄糖、果胶、淀粉、纤维素、木质素和秸秆。结果表明添加葡萄糖和果胶有效促进了土壤N_2O的释放,并在第1 d达到最大值,分别为4 039.85μg N_2O-N·kg~(-1)·d~(-1)和2 533.44μg N_2O-N·kg~(-1)·d~(-1);添加纤维素和只施秸秆处理降低了N_2O释放。施入碳源增加了CO_2释放,顺序为纤维素淀粉葡萄糖果胶秸秆木质素。培养结束后土壤中铵态氮几乎消耗完全,除添加葡萄糖处理外,其他施碳土壤的硝态氮含量均有所增加。在培养前3d,土壤NH~+_4和NO~-_3总含量与N_2O释放量显著相关。     

施肥与品种演替对麦田CO2排放量的影响

采用田间试验与静态箱法,研究了施肥与不同年代小麦品种演替对麦田CO2排放量的影响。结果表明:(1)施肥能增大麦田土壤CO2的排放量。有机肥与适量的氮磷钾肥配合施用,促进了小麦根系的生长,增加根重和根冠比,植株生长旺盛,光合作用增强,促进了根系呼吸速率与土壤CO2的排放。不同施肥处理CO2排放量变化总趋势是:中氮处理(N1PKM)>高氮处理(N2PKM)>低氮处理(N0PKM)>空白处理(N0P0K0M)。(2)不同年代小麦品种演替影响麦田CO2的排放。根干重、根冠比、生物产量与土壤CO2的释放量呈正相关。也就是说,近期(2000年)品种山农11号生育后期根系生长旺盛,有利于碳水化合物向籽粒中转移,因而籽粒产量高,CO2的释放量亦大;早期(50年代)品种碧玛1号与之相反,生育后期根系易早衰,产量很低,CO2的释放量亦很低。总趋势是返青期与拔节期:烟农15号>山农11>碧玛1号,灌浆期:山农11号>烟农15号>碧玛1号。(3)小麦生长旺盛期(拔节期)是麦田土壤CO2排放量的最大时期。总趋势是拔节期>灌浆期>返青期。(4)土壤温度和水分对麦田CO2排放有影响。在小麦生长过程中,随地温的升高与土壤水分的增大,小麦生长旺盛,根系活性增强,加速土壤中微生物的活动和有机质的分解,同时也提高了麦田CO2的释放量。     

施肥与品种演替对麦田CO2排放量的影响

采用田间试验与静态箱法,研究了施肥与不同年代小麦品种演替对麦田CO2排放量的影响。结果表明：（1）施肥能增大麦田土壤CO2的排放量。有机肥与适量的氮磷钾肥配合施用,促进了小麦根系的生长,增加根重和根冠比,植株生长旺盛,光合作用增强,促进了根系呼吸速率与土壤CO2的排放。不同施肥处理CO2排放量变化总趋势是：中氮处理（N1PKM）〉高氮处理（N2PKM）〉低氮处理（N0PKM）〉空白处理（N0P0K0M）。（2）不同年代小麦品种演替影响麦田CO2的排放。根干重、根冠比、生物产量与土壤CO2的释放量呈正相关。也就是说,近期（2000年）品种山农11号生育后期根系生长旺盛,有利于碳水化合物向籽粒中转移,因而籽粒产量高,CO2的释放量亦大;早期（50年代）品种碧玛1号与之相反,生育后期根系易早衰,产量很低,CO2的释放量亦很低。总趋势是返青期与拔节期：烟农15号〉山农11〉碧玛1号,灌浆期：山农11号〉烟农15号〉碧玛1号。（3）小麦生长旺盛期（拔节期）是麦田土壤CO2排放量的最大时期。总趋势是拔节期〉灌浆期〉返青期。（4）土壤温度和水分对麦田CO2排放有影响。在小麦生长过程中,随地温的升高与土壤水分的增大,小麦生长旺盛,根系活性增强,加速土壤中微生物的活动和有机质的分解,同时也提高了麦田CO2的释放量。     

菜地土壤CO2与N2O排放特征及其规律

为了解不同集约化类型菜地土壤CO2和N2O排放特征及影响因子,选取京郊20年露地老菜地(OV20)、3年菜地种植历史的露地新菜地(OV3)、3年大棚菜地(GV3),以及相邻的当地典型粮田玉米地(Maize)4个类型地块,研究了春黄瓜生育期间土壤CO2和N2O排放特征及影响因子。结果表明:1)春黄瓜生育期间的土壤CO2排放通量主要受土壤5 cm处温度(指数关系)和土壤水分(对数关系或二次抛物线关系)影响;期间玉米地土壤CO2平均排放通量为(346.8±56.5)mg.m-2.h-1,20年露地菜地、3年露地菜地有机肥处理、3年露地菜地配施处理、3年大棚菜地的土壤CO2平均排放通量分别是玉米地的1.38、1.21、1.39和1.56倍。2)土壤N2O排放通量与施肥活动密切相关,排放高峰都出现在氮肥施用后,并受土壤温度和水分的影响。基肥后土壤温度低(15～20℃),排放峰出现在第5 d,排放峰持续时间(长达20 d)与施肥量相关;追肥后土壤温度高(>20℃),排放高峰发生早(追肥后第3 d),但因追肥用量低,因此持续时间短(仅一周)。3)黄瓜生长期内玉米地N2O累积排放量为N(1.95±0.10)kg.hm-2,20年老菜地、3年大棚菜地和3年新菜地N2O累积排放量分别是同期大田玉米地的1.67、1.95和1.99倍。4)本实验中春黄瓜生长季菜地土壤化肥氮N2O排放系数在1.86%～4.71%之间,显著高于IPCC旱地排放缺省值1%。其中,新菜地排放系数高于老菜地,设施菜地排放系数高于露地菜地;但有机肥氮的N2O排放系数则远远低于化肥氮的排放系数,仅为0.11%。     

艾叶挥发油对H2O2诱导鲤鱼肝脏氧化损伤的保护作用

为探讨艾叶挥发油对H₂O₂诱导的鲤鱼肝脏氧化损伤的保护作用,本试验以H₂O₂为诱导剂构建鲤鱼肝脏氧化应激损伤模型,分别投喂添加0.1、0.2和0.4 g·kg^-1艾叶挥发油的饵料对其进行保护。试验进行30 d后,采集鲤鱼的血清和肝脏,检测谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性和总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、丙二醛(MDA) 含量;采用组织学方法对鲤鱼肝组织切片进行显微观察;使用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)技术检测Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、GPx、CAT和核转录因子(Nrf2) mRNA的相对表达量。结果表明,H₂O₂暴露30 d后,鲤鱼血清中ALT、AST活性升高,TP、ALB含量下降;血清和肝脏中SOD、CAT、GPx活性降低,MDA含量上升,H₂O₂导致肝脏组织病理损伤,抗氧化基因表达受到抑制。而艾叶挥发油能够抑制ALT、AST活性的上升和TP、ALB含量的下降,提高机体的抗氧化能力,缓解肝脏组织的病理损伤,激活Nrf2诱导细胞抗氧化基因的表达。综上所述,艾叶挥发油对H₂O₂诱导的鲤鱼肝脏氧化损伤具有一定的保护作用。本研究可为进一步探究艾叶挥发油作为绿色安全的抗氧化剂提供思路和基础资料。     

Plastic mulching increased soil CO2 concentration and emissions from an oasis cotton field in Central Asia

Although previous researchers suggest that carbon dioxide (CO₂) emissions are influenced by plastic mulching, the effects of this method on soil CO₂ concentration and emissions remain uncertain. Soil CO₂ concentration and emissions from ridge and furrow soils under mulched and nonmulched treatments in 2014 and 2015 were measured. The soil CO₂ concentration was observed using modified diffusion equilibrium samplers, and the soil CO₂ emissions were measured using a closed‐chamber method. In the ridge soil, although the plastic mulching increased the CO₂ concentration by 49% (0–40 cm), no significant difference in CO₂ emissions was found between the mulched and nonmulched treatments. Accordingly, the relationship between soil CO₂ concentration and CO₂ emissions was affected by plastic mulching, with a lower slope of the linear equation found in the mulched treatment compared to the nonmulched treatment. In the furrow soil, the plastic mulching increased the CO₂ concentration and emissions by 15% and 21%, respectively. In conclusion, plastic mulching significantly increased the CO₂ concentration in both the ridge and furrow soils and increased the cumulative CO₂ emissions by 8%. The temperature sensitivity of the soil CO₂ concentration increased with soil depth, whereas the plastic mulching only influenced the temperature sensitivity of the soil CO₂ concentration in both the ridge and furrow soils at a depth of 40 cm. Our results suggest that the temperature sensitivity of the soil CO₂ concentration not only reflects the effects of temperature on CO₂ production but also indicates poor diffusion in the deep profile.     

CFD模拟气调库快速降氧过程O_2和CO_2浓度变化规律

O2和CO2浓度对果蔬的贮藏品质有着极大的影响,获得其在气调库内的变化和分布规律可以为气调库优化设计提供理论依据。该文以西安某苹果气调库为研究对象,采用k-ε紊流模型建立了气调库内气体流动、传热与传质的三维数学求解模型,并通过编写UDF程序获得苹果呼吸强度和冷风机送风口O2、CO2质量分数随库内气体组分浓度变化实时数据。经过对该气调库的快速降氧过程数值模拟获得库内O2和CO2浓度随时间变化的规律,并与试验数据呈现较好的一致性,相对偏差平均值为0.027。结果表明库内气体区O2浓度随时间呈指数衰减。该文的研究对象经过4.1 h,气体区O2浓度下降速度小于货物区,此时提高制氮机制氮体积分数会缩短降氧时间。气体区和货物区CO2浓度变化规律相似,升高速度逐渐变小。库内O2和CO2浓度分布在气体区比较均匀,在货物区则存在一定的梯度,货物区中心位置不利于果蔬的贮藏。该文研究对于获取实际气调库降氧时间及选择合理的制氮机,改进气调工艺具有重要参考价值。