农田CO_2释放初步研究

通过对不同天气类型和夜间在不同深度的测定 ,初步研究了江淮地区农田土壤CO2 排放状况。利用Excel拟合得夜间不同深度土壤CO2 平均排放速率分布公式为 :y =-0 .0 0 62x4 -0 .0 3 42x3+0 .64 13x2 -1.5 80 8x +2 .3 9;阴天的白天为 :y =1.85 49ex+8.892 3 ;晴朗的白天为 :y =0 .3 2 2 7x4 -4 .15 63x3+18.684x2 -3 4.43 4x +2 8.3 5 8。利用地表 0cm的数据计算得江淮地区农田CO2 排放速率为 10 .5mg/(m2 ·h) ,计算得高温期间 ( 5～ 9月 ,共 15 3d)江淮地区农田 (面积约 5 8.2× 10 4 hm2 )土壤CO2 总排放量约2 .2 4× 10 1 1 g。     

张掖市绿洲农田土壤养分特征及其变化研究

张掖市绿洲灌区1999年农田耕层土壤养分平均含量为有机质18.44±0.68 g/kg、全氮1.13±0.04g/kg、速效磷22.7±2.21 mg/kg、速效钾244±18mg/kg、碱解氮76.60±3.03mg/kg,其含量较1986年和1990年测定结果都有较大或大幅度的提高;土壤有效锌和锰含量分别处于低或很低水平,其含量变化为前者随测定时间呈递增规律,而后者则反之.相关与回归分析结果表明,土壤有机质含量是决定土壤养分贮量和供应水平的主要因素,因此增施有机肥料是该市用地与养地相结合的主导措施.     

农田土壤N_2O排放的影响因素

氧化亚氮是大气温室效应气体之一。本文概括论述影响农田土壤Ｎ_２Ｏ排放的氧气、温度、土壤湿度和水分、有机质、土壤ｐＨ、微生物、土壤质地以及施肥等因素。     

土壤湿度对亚高山草地土壤夏季CO2排放日变化的影响

以具有代表性的新疆典型亚高山草地为研究对象,利用静态暗箱法对天然长期处于不同土壤湿度条件下的草地土壤CO2排放进行连续观测.结果表明,高湿度自然草地CO2日排放总量为33.610 g/m2·d,低湿度自然草地CO2日排放总量为36.658 g/m2·d,低湿度比高湿度的多了9.07%;高湿度处理草地CO2日排放总量为21.534 g/m2·d.低湿度处理草地CO2日排放总量为24.427 g/m2·d,低湿度处理比高湿度处理增加了13.43%.CO2排放通量日变化与土水势呈指数相关.     

北温带干旱地区土壤-大气界面CO_2通量的变化特征

采用箱法对栗钙土、灰钙土、粗骨土和山地灰褐土4种有代表性的干旱土壤表面CO2通量进行观测和研究。结果表明:森林土壤(粗骨土和山地灰褐土)的通量显著大于草原土壤(栗钙土和灰钙土)。干旱区土壤表面CO2通量的平均值为230.05μmol/(m2·h),变化范围为-147.27～2319.55μmol/(m2·h)。不同土壤类型之间存在差异,粗骨土(351.82μmol/(m2·h))>山地灰褐土(347.33μmol/(m2·h))>栗钙土(193.36μmol/(m2·h))>灰钙土(162.37μmol/(m2·h))。土壤表面CO2通量存在季节变化,趋势呈"S"形。9月份最高(516.79μmol/(m2·h)),以土壤向大气释放为主;1月份最低(-7.09μmol/(m2·h)),以大气进入土壤为主;具有春夏秋冬交替规律,与气候变化趋势基本一致,土壤表面CO2通量稍有后滞。全天候土壤表面CO2通量呈"山峰"形变化,04:00最小(154.13μmol/(m2·h)),12:00最大(349.65μmol/(m2·h)),具有昼夜交替规律,比气候日变化稍有滞后。影响土壤表面CO2通量的环境因子有地表空气温度、土壤温度(0～10cm、10～20cm和20～30cm)、土壤含水量(0～10cm、10～20cm和20～30cm);其中,地表空气温度、土壤温度(0～10cm、10～20cm和20～30cm)和土壤含水量(0～10cm)分别与土壤表面CO2通量呈正相关关系,而10～20cm和20～30cm深度的土壤含水量与土壤表面CO2通量呈负相关关系,地表空气相对湿度与土壤表面CO2通量的关系不显著。大气与土壤之间的CO2存在双向转移机制,CO2不仅从土壤向大气转移,而且也从大气向土壤转移,热量在地球表面的差异性分布,导致温带和寒带地区的土壤具有平衡大气CO2浓度的功能,是温带、寒带地区的显著特征。     

黄淮海平原典型农田土壤N2O的排放特征

【目的】明确黄淮海平原地区典型作物种植类型下,农田土壤N2O排放特征,并探明不同环境因子对其排放通量的影响。【方法】采用静态箱法测定了黄淮海平原典型农田（冬小麦/夏玉米、棉花、休闲地）土壤N2O的排放通量及其季节变化特征,并分析了土壤温度、土壤水分、不同氮肥量对土壤N2O通量的影响。【结果】3种种植方式N2O排放在秋季均呈现总体下降趋势,至12月中旬左右降到最低,随着春季气温的升高则呈总体上升趋势。冬小麦/夏玉米地土壤N2O排放高峰值为433.5 µg N2O•m-2•h-1,出现在7月下旬;棉花地为146.5 µg N2O•m-2•h-1,出现在6月中旬;休闲地为175.16 µg N2O•m-2•h-1。在棉花地和休闲地,N2O排放通量随地温增加而呈指数增长,而在冬小麦/夏玉米地则没有观测到N2O排放通量与地温之间的相关关系,但与土壤含水量的变化趋势基本一致。施用氮肥对土壤N2O的排放具有明显的促进作用。【结论】N2O排放表现出多峰的日变化特征,呈明显的季节变化;土壤中N2O的产生与释放受多种环境因子的影响,而且不同环境条件不同作物影响因子所起的作用是不一样的。     

不同类型氮肥对东北春玉米土壤N2O和CO2昼夜排放的影响

[目的]探明不同类型氮肥对高纬度春玉米土壤N2O和CO2昼夜排放的影响,以期为高纬度地区农田氮肥高效利用管理和温室气体减排提供参考依据.[方法]通过田间微区施用缓释肥(SLN)、尿素添加硝化抑制剂+脲酶抑制剂(NIUI)和普通尿素(OU)试验,采用静态箱-气相色谱法,分别在苗前(S1)、苗期(S2)、拔节期(S3)、灌...     

覆盖种植措施对农田土壤中N_2O排放的影响

采用田间试验方法研究了西北干旱半干旱地区覆膜和种植措施对农田土壤中N2O排放通量变化的影响。结果表明,在冬小麦生长期内,覆膜与不覆膜措施相比较,无论种植小麦与否,土壤中N2O的排放通量显著增加;种植小麦与休闲地相比较,无论覆膜与否,土壤中N2O的排放通量也显著增加。     

不同施肥措施下菜地CO_2排放通量的变化特征

采用碱溶液吸收法对福州市郊菜地土壤CO2排放特征及其与土温之间的关系进行研究。结果表明,蔬菜生长期的土壤CO2排放通量在苗期和发育前期,它的日变化表现为黑夜白天;发育后期则为白天黑夜,且随时间的推移而呈现递减规律。此外,土壤CO2排放通量在苗期较大,不施肥(CK)、化肥(全部基施)、化肥(1/2基施+1/2追施)、化肥+长效肥力素(全部基施)、化肥+长效肥力素(1/2基施+1/2追施)、1/2有机肥+1/2化肥+长效肥力素(全部基施)、1/2有机肥(基施)+1/2化肥(氮钾肥追施+磷肥基施)+长效肥力素(追施)处理分别为2 379.08、2 482.93、2 129.94、1 299.02、1 890.04、2 293.61、3 029.99mg·m-2·d-1,而发育后期土壤CO2释放量相对较小。而且化肥+长效肥力素(全部基施)处理的菜地土壤CO2排放通量小,仅为209.96mg·m-2·d-1,而1/2有机肥(基施)+1/2化肥(氮钾肥追施+磷肥基施)+长效肥力素(追施)处理则较大,达到了3 029.99mg·d-1·m-2,表明化肥+长效肥力素(全部基施)培肥处理适宜在福州市郊菜地进行推广。指数回归分析可知,土壤15cm处的土层温度是影响菜地CO2释放的主要因素之一,且随温度的增加而升高。     

覆盖种植措施对农田土壤中N_2O排放的影响

采用田间试验方法研究了西北干旱半干旱地区覆膜和种植措施对农田土壤中N2O排放通量变化的影响。结果表明，在冬小麦生长期内，覆膜与不覆膜措施相比较，无论种植小麦与否，土壤中N2O的排放通量显著增加；种植小麦与休闲地相比较，无论覆膜与否，土壤中N2O的排放通量也显著增加。     

施用水葫芦有机肥对土壤CO_2排放特征的影响

在55%田间持水量和等量施肥条件下,比较研究了施用水葫芦有机肥和畜禽粪有机肥对土壤CO2排放特征的影响。结果表明:水葫芦有机肥处理土壤的CO2排放量与累积排放量均显著低于畜禽粪有机肥处理土壤。有机肥处理土壤的CO2累积排放量与潜在可矿化有机碳含量以及有机碳矿化速率呈显著正相关。     

区域绿洲农田土壤有机碳分布及其影响因子研究

以干旱区典型绿洲农田区--玛纳斯县中部农田为研究区,以土壤有机碳为研究对象,结合野外土壤调查及实验室分析数据研究了土壤有机碳的垂直分布特征,并分析土壤质地、地形、土地利用、作物类型等不同因子对农田土壤有机碳的影响。结果表明:玛纳斯县中部农田土壤有机碳是自然环境综合因素的结果,土壤有机碳含量随着土壤深度的增加不断减小;不同土壤质地土壤有机碳含量的特征为:粘壤土>粉壤土>沙壤土;不同地形因子中坡向与农田0～30、30～60 cm层的土壤有机碳含量呈显著正相关,海拔与农田60～100 cm层的土壤有机碳含量呈显著正相关;不同土地利用方式下土壤有机碳含量有较大差异,果园的土壤有机碳含量最高,荒地的土壤有机碳含量最低;不同作物类型土壤有机碳含量特征为:玉米地>酒葡萄地>棉花地,且差异显著。     

甘肃河西绿洲灌区农田水分动态变化模拟系统的研制

利用Visual basic 6.0建立了甘肃河西绿洲灌区农田水分变化动态的模拟系统,实现了农作物生育期农田水分运动过程的模拟,为建立精确灌溉决策支持系统提供科学依据。     

干旱区绿洲农田耕作层土壤有机碳空间变异特征分析

在新疆干旱区绿洲农田区的玛纳斯县选取了180个土壤调查点,测定了耕作层（0~30 cm）有机碳含量,并运用地理信息系统技术和地统计学方法绘制了主要农田区土壤有机碳的空间分布图.结果表明,指数模型可以较好的拟合研究区耕作层土壤有机碳的空间结构,其决定系数达到了显著水平（P ＜0．05）;有机碳主要分布在研究区的西北部和中部区域,东部区域含量相对较低,主要受灌溉及土壤质地等因素的影响,粘质土壤与有机碳含量的相关性达到极显著水平（P ＜0．01）.     

新疆开都河流域下游绿洲盐渍化土壤特征

[目的]探究新疆开都河流域下游绿洲盐渍化土壤特征。[方法]采用传统统计学方法,分析开都河流域下游绿洲的土壤含盐量及主要盐基离子的特征值。[结果]研究区0~10 cm土层土壤属于重度盐渍化土壤,10~30和30~50 cm土层土壤属于中度盐渍化土壤,土壤盐分具有一定的表聚性。各层的盐渍化类型主要是以氯化物-硫酸盐型盐渍化土为主,其次是硫酸盐渍土,其他类型盐渍土比例极小。不同采样深度内,各层盐基离子含量呈自上而下变小趋势。[结论]该研究可为精细农业研究提供基础数据。     

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。     

热重-红外联用测定分析马尾松林地表可燃物的CO2释放量

采用热重-红外光谱分析联用技术分析森林可燃物气体排放的规律,测定气体的红外吸收频谱,对气体成分进行定性和定量分析。以朗伯特-比尔（Lambert—Beer）定律为理论基础,通过定量分析可燃物气体的红外光谱,精确地测定了森林可燃物热失重的过程与CO2气体排放量的相关性,以福州地区马尾松林下地衰可燃物为研究对象,估算了不同林型的马尾松林下地表可燃物的CO2释放量。     

新疆兵团农场农田土壤养分变异特征及合理取样数量

农田土壤取样是进行测土施肥的第一步,也是关键的一步.新疆兵团农场土地面积大,取样数量多,工作量大.应用中心极限理论和最适分配法对142团农田土壤养分变异和取样数量进行了分析,结果表明:大量元素中以磷和氮、微量元素中以锌和硼变异系数最大;142团农田土壤合理取样的总数为480个,比现有取样数量591个减少111个.对各连队分别取样比以全团作为均质的整体取样数量要少,并且能达到同样的效果;在实际取样过程中,可以根据取样目的、分析项目的不同,确定采样方法、范围和数量.     

添加有机物料后红壤CO2释放特征与微生物生物量动态

 【目的】对不同有机物料施入红壤后CO2释放特征及几种形态碳、氮变化进行了观测,并分析其相互关系,以阐明添加有机物料后红壤中CO2释放量及几种碳、氮形态的变化特征。【方法】采用室内恒温培养试验,向红壤中添加5种有机物料（猪粪、牛粪、鸡粪、玉米秸秆和小麦秸秆）,培养期间定期采样分析红壤CO2释放量及土壤微生物量碳、氮（SMBC、SMBN）的动态变化。【结果】添加有机物料后,各处理CO2释放速率在培养前期较高,在培养18-20 d后基本趋于稳定。整个培养期间,土壤CO2-C的累积过程符合一级反应动力学方程。添加不同有机物料后红壤CO2潜在释放量从高到低顺序为：小麦秸秆（1.51 g•kg-1）＞玉米秸秆（1.38 g•kg-1）＞猪粪（0.89 g•kg-1）＞鸡粪（0.78 g•kg-1）＞牛粪（0.50 g•kg-1）。添加几种有机物料后红壤CO2释放量存在显著差异,秸秆类有机物料分解释放CO2量相当于动物有机肥的2倍以上,其中小麦秸秆最高,牛粪最低,且有机物料分解释放CO2量与SMBC、SMBN、土壤可溶性有机碳（WSOC）和有机物料C/N呈显著相关。【结论】等碳量的有机物料施入红壤后能显著提高土壤CO2的释放速率和释放量,且土壤CO2释放量与土壤微生物量、可溶性碳和有机物料的C/N紧密相关。添加有机物料处理,土壤微生物生物量和碳源、氮源的有效性较高,有利于土壤养分的转化和释放。     

长期耕作对新疆绿洲农田土壤颗粒中有机碳和全氮含量的影响

【目的】土壤颗粒中有机碳和全氮是土壤有机碳和全氮的重要组成部分,研究长期耕作对农田土壤颗粒组分中有机碳和全氮组分含量和比例变化的影响,有助于揭示不同耕作年限下土壤有机碳和全氮的固存与周转规律,可为区域农田土壤培肥和固碳减排提供科学依据。【方法】以天山南北3个典型绿洲（兰州湾镇、31团、普惠农场）长期耕作农田土壤为研究对象,采用土壤颗粒分级法,研究不同耕作年限（0、5、10、15、20年）下3个典型绿洲农田土壤有机碳和全氮的变化规律,分析长期耕作对不同颗粒组分中有机碳和全氮含量的影响。【结果】（1）长期耕作增加了土壤有机碳和全氮的积累,并随耕作时间的延长而趋于平稳。与未耕作土壤相比,耕作0—5 a间,土壤有机碳、全氮含量增加迅速,兰州湾镇、普惠农场和31团土壤有机碳含量分别提高了76.4%、286.2%和145.6%,土壤全氮含量提高了14.7%、58.9%和75.0%,耕作5 a后,增速趋于平缓。（2）耕作提高了不同颗粒组分中有机碳和全氮含量,砂粒中有机碳含量表现为先增加后下降的趋势,与未耕作土壤相比,兰州湾、31团和普惠农场在耕作10—15 a间达到峰值,随后下降;耕作20 a后土壤砂粒中有机碳含量分别增加了0.63、0.89和1.56 g·kg^-1。而粉粒和黏粒中有机碳含量随耕作时间延长表现为持续增加,耕作20 a后,兰州湾、31团和普惠农场粉粒和黏粒中有机碳含量分别增加了0.42-2.39、2.64-3.39、1.36-2.72 g·kg^-1。耕作年限对不同颗粒组分中全氮含量的影响比较复杂,砂粒中全氮含量表现为随耕作时间呈现逐渐增加的趋势,耕作20 a后,兰州湾、31团和普惠农场砂粒中全氮含量分别增加了0.24、0.40和0.29 g·kg^-1;粉粒中全氮含量随耕作时间呈现先下降（0—10 a）,而后（10—20 a）上升的趋势,而黏粒中全氮含量则表现为相反的趋势,耕作0—10 a间快速增加,耕作10 a后开始下降。（3）不同颗粒组分中,粉粒中有机碳和全氮含量占比最大,分别在43.3%—56.1%和30.2%—72.2%之间。耕作改变了不同颗粒组分中有机碳和全氮含量在土壤有机碳和全氮中的分配比例,耕作0—10 a 间,砂粒中有机碳分配比例逐渐增加,10—20 a间呈降低趋势,砂粒中全氮比例分配则随耕作时间表现出递增趋势,耕作20 a间,兰州湾、31团和普惠农场,砂粒中全氮分配比例分别增加了14.8%、19.8%和29.0%。（4）耕作提高了土壤碳氮比,耕作0—5 a间,土壤中碳氮比迅速提高40.3%—142.9%,5 a后,碳氮比变化不明显,同时,改变了不同颗粒组分中碳氮比,耕作0—10 a,砂粒中的碳氮比最高,10 a后,粉粒中碳氮比最高。【结论】耕作增加了新疆绿洲农田土壤有机碳和全氮含量,改变了不同颗粒组分中土壤有机碳和全氮含量和占比,有助于土壤有机碳和全氮的累积,其中粉粒中的有机碳和全氮是该地区土壤固持有机碳和全氮的主体。