内蒙古典型草原土壤N2、N2O、NO和CO2排放的研究

为了进一步了解内蒙古典型草原生长季内主要温室气体氧化亚氮（N2O）、一氧化氮（NO）和二氧化碳（CO2）及反硝化终产物N2的排放,本研究采用氦环境培养--气体同步直接测定法,在不同土壤温度（5°C和20°C）和不同土壤含氧量（10%和20%）条件下,关注不同放牧处理土壤N2、N2O、NO和CO2排放。结果显示,不同放牧处理土壤N2、N2O、NO和CO2排放速率分别为0.3~2.0 [μgN/(h?kg)]、0.02~0.4 [μgN/(h?kg)]、0.08~0.7 [μgN/(h?kg)]和0.01~1.9 [mg C/(h?kg)],N2排放为N2O的8~17倍。由于较大的空间变异性,并未观测到不同放牧处理对土壤N2、N2O、NO和CO2排放的影响。土壤温度升高和湿度增加能促进N2、N2O、NO和CO2的排放,而土壤O2含量对其排放的影响不显著。     

水稻田土壤N2O和CO2排放日变化规律及最佳观测时间的确定

采用静态箱（暗箱）-气相色谱法,对水稻田土壤中温室气体的排放进行了连续观测,以探索水稻田土壤N2O和CO2排放日变化规律,确定最佳观测时间。结果表明：氮肥的施用对N2O和CO2的排放具有显著的促进作用,各处理水稻田土壤N2O排放日变化规律有明显差异,而CO2排放的日变化规律差异不显著。在整个观测时期内（120 h）,对照处理水稻田土壤N2O的排放变化不大,且排放通量较低。施氮处理在施肥前24 h和施肥后24 h N2O的排放通量变化不明显,而在施氮肥后48~96 h内排放通量增大较显著,在96~120 h内,N2O的排放逐渐减少。各处理水稻田土壤CO2排放的日变化规律较相似,在施氮肥前,各处理水稻田土壤CO2排放无显著差异。在施氮肥后24~48 h、48~72 h、72~96 h和96~120 h观测时间段内,自当日15：00至次日9：00,各处理CO2的排放通量均呈现先减小后增大的趋势,且施氮处理CO2的排放通量显著高于对照处理。通过对120 h内水稻土壤N2O和CO2排放通量进行矫正分析,在9：00—11：00进行观测时,CO2和N2O的排放通量与一天的平均值最接近,能够代表一天温室气体排放通量。     

地膜覆盖对菜园紫色土壤环境因子及N2O排放的影响

地膜覆盖技术目前被广泛使用,为了研究地膜覆盖对土壤环境因子及N2O排放的影响,以重庆市典型的紫色土为研究对象,以传统不覆膜方法为对照,在萝卜生长季应用静态暗箱/气相色谱法通过原位测定进行研究。结果表明,覆膜处理方式下地下5 cm土壤温度明显变高、总生物量明显增大,均极显著高于不覆膜处理（P=0.02和P=0.005）;叶重和肉质根均明显增加（P=0.011和P=0.013）,但二者在土壤湿度及土壤硝态氮含量间则无显著差异。在萝卜生长周期内,覆膜处理下N2O平均排放通量发芽期为（70.21±10.51） μg/(m2?h),叶片生长旺盛期盛期为（65.43±5.66） μg/(m2?h);幼苗期的地膜覆盖措施使N2O排放通量最高,平均通量达（109.13±11.23） μg/(m2?h),肉质根生长期最低,为（62.81±15.10）μg/(m2?h),全季的平均排放通量为（58.59±10.76） μg/(m2?h),总排放量为1.58 kg/hm2。而常规对照条件下全季N2O的平均排放通量为（51.39±12.09） μg/(m2?h),总排放量1.30 kg/hm2,覆膜与不覆膜相比N2O排放全季增加了21.5%。因此,覆膜处理既能增加萝卜产量,也能增加N2O的排放。     

长期施肥对红壤旱地作物产量及肥料效益影响

摘要：通过对红壤旱地13年连续监测研究,发现在红壤地区红壤旱地上：长期使用化学肥料,其肥料利用率和作物产量表现为逐步下降的趋势。在N处理中,前5年比CK处理,玉米平均增产213%,小麦增产96%;10年以后,玉米平均减产45%,小麦减产85%;在NP、NK、NPK处理中,与N处理具有相同的趋势;在NPKM、M处理中,玉米和小麦产量表现为平稳和轻微的上升趋势。肥料的利用率变化与产量变化具有同一性。为提高红壤旱地玉米和小麦子粒的品质,使用化学氮肥是一项必不可少的技术措施,同时化学氮肥对玉米和小麦子粒品质提高效果大于有机氮。     

施肥对油菜田土壤CO2排放的影响

为了评价不同施肥方式对油菜田温室气体CO2排放影响,从而更好地引导农民改善施肥方式,减少温室气体排放。本研究以巢湖油菜田优化施肥（YH）、秸秆施肥（JG）、习惯性施肥（CG）和不施肥（CK）4种施肥类型为研究对象,利用静态箱-气相色谱法测定油菜生长期间的CO2的排放通量,同时对土温、土壤含水量和空气湿度进行测定。通过对数据进行相关性分析,结果表明：不同的施肥处理对CO2的排放有较大影响,其中CK处理的CO2排放通量最小;不同施肥方式对CO2的排放有影响,但差异不显著。10 cm以下深度的土壤温度对进行JG的油菜的CO2排放有极显著正相关关系。土壤含水量对温室气体CO2的影响只有与秸秆施肥（JG）的处理呈显著负相关性。并认为在这4种处理中YH施肥是最值得推广的施肥方式。     

内蒙古典型草原土壤N2、N2O、NO和CO2排放的研究——土柱培养实验

为了进一步了解内蒙古典型草原生长季内主要温室气体氧化亚氮(N2O)、一氧化氮(NO)和二氧化碳(CO2)及反硝化终产物N2的排放。采用氦环境培养-气体同步直接测定法,在不同土壤温度(5℃和20℃)和不同土壤含氧量(10%和20%)条件下,关注不同放牧处理土壤N2、N2O、NO和CO2排放。结果显示:不同放牧处理土壤N2、N2O、NO和CO2排放速率分别为0.3~2.0μgN/(h.kg)、0.02~0.4μgN/(h.kg)、0.08~0.7μgN/(h.kg)和0.01~1.9 mg C/(h.kg),N2排放为N2O的8~17倍。由于较大的空间变异性,并未观测到不同放牧处理对土壤N2、N2O、NO和CO2排放的影响。土壤温度升高和湿度增加能促进N2、N2O、NO和CO2的排放,而土壤O2含量对其排放的影响不显著。     

干旱地区农田生态系统土壤温室气体排放机制

CO2、CH4和N2O是目前几种最主要的温室气体,在对全球气候变暖贡献中,农业作为重要的温室气体排放源对其有不可低估的作用。一般而言,旱地农田生态系统是大气CO2和N2O的排放源,黄土高原等旱地是CH4的吸收汇。CO2排放主要包括植物呼吸作用和土壤呼吸作用;CH4排放包括有机物的还原和氧化吸收两个过程;N2O排放包括硝化作用和反硝化作用两个过程。土壤微生物、土壤水分、土壤温度、土壤质地、施肥等均从不同角度影响着温室气体的释放与吸收。近些年,免耕、秸秆还田、地膜等保护性耕作技术在干旱地区农田生态系统中得到广泛应用。其中免耕可以减少CO2和N2O的排放量,增加土壤对CH4的吸收量;秸秆还田和覆膜对N2O排放的影响结果尚未统一,但秸秆还田促进CO2排 放抑制CH4吸收,而覆膜促进CH4吸收抑制CO2排放。加强且更深入更全面的研究旱地农田生态系统温室气体排放应该作为今后重点研究领域,为全球气候变暖提供更为准确的理论基础。     

长期施肥下黄壤水稻土对可溶性有机碳的吸附特征

为了阐明不同施肥措施下,农田土壤对可溶性有机碳（DOC）的吸附差异,基于黄壤水稻土长期施肥定位试验,采用动力学吸附法和平衡吸附法研究了不同施肥处理（CK,N,NP,NPK,M,NPKM,）的土壤对DOC的吸附特征。黄壤水稻土不同施肥处理之间,土壤对DOC的吸附速率常数相同,24 h左右基本达到吸附平衡。不同施肥处理下,土壤对DOC的最大吸附量依次为：CK是8．76 mg／g,N是8．78 mg／g,NP是8．76 mg／g,NPK是8．37 mg／g,M是9．43 mg／g,NPKM是9．89 mg／g。不同施肥处理之间,土壤对DOC的最大吸附量总体上差异不大,但施有机肥和有机无机配施处理下,土壤对DOC的吸附量显著高于不施肥（CK）和施化肥处理（N、NP、NPK）。     

秸秆还田对热带土壤-水稻种植系统N2O排放的影响

为研究秸秆还田对热带地区稻田N2 O排放的影响,以不同管理措施下耕作4 a的稻田土壤为基础,通过盆栽试验观察种植水稻后N2 O排放动态变化.试验设置了不施氮对照(CK)、常规施氮(CT)、单施秸秆(ST)和常规施氮+秸秆(CTST)处理.结果表明,各处理N2O排放通量在-0.23～6.64 mg/(m2·h),主要集中在水稻生育前中期,CTST处理相比于CT处理显著降低了分蘖肥期田面水无机氮浓度(P<0.05),同时减少了N2O排峰的维持时间;各处理全生育期N2O累积排放量为0.13～2.85 g/m2,施氮处理显著高于不施氮处理(P<0.05),ST处理与CK处理差异不显著(P>0.05),CTST处理相比于CT处理可减排49.11％(P<0.05).因此,施用氮肥是N2O排放增加的主要原因,秸秆还田可显著减少热带土壤-水稻种植系统N2 O排放.     

水、热对土壤CO2排放影响的研究

为了研究旱地土壤CO2产生与排放的特征以及水热等因素对其的影响,在甘肃省马铃薯大田内,采用静态箱-气相色谱法检测CO2排放通量,同时观测了土壤5,10,15,20,25 cm深度处的CO2浓度,研究不同灌水、覆膜方式下水、热因素对CO2排放的影响。结果表明：灌水后,CO2产生和排放量显著增加;在24 h内,CO2通量以及土壤中CO2浓度日变化因受到气温的影响而呈现出明显的昼高夜低趋势;灌水周期内,水分为影响CO2产生和排放的主要因素,CO2通量和土壤不同深度处浓度随着土壤水分的降低总体呈下降趋势。     

尿素及秸秆添加对华中地区茶园土壤CO_2和N_2O排放的影响

为了明确尿素和秸秆添加对茶园土壤CO_2和N2O排放的影响,为茶园合理施肥提供理论依据,本研究在室内培养条件下,以华中地区红壤丘陵区茶园土壤为对象,运用静态培养系统研究方法,研究该土壤在尿素输入和作物秸秆添加后CO_2和N_2O的排放特征。培养试验共设置对照、尿素、作物秸秆和尿素+作物秸秆4种处理。结果表明:不同处理下华中地区茶园土壤CO_2和N_2O排放呈显著差异。作物秸秆添加显著提高茶园土壤CO_2的排放,作物秸秆和作物秸秆+尿素处理分别是对照的5.57和4.99倍。尿素输入显著促进茶园土壤N_2O的排放,而秸秆添加却降低N_2O的排放。对照和添加尿素处理土壤N_2O排放通量与铵态氮含量呈显著正相关关系。无秸秆添加处理土壤N_2O排放通量与硝态氮含量呈显著的相关性,而添加秸秆处理二者无显著相关关系。土壤可溶性有机碳含量对CO_2排放有显著影响,二者之间呈极显著线性正相关关系。     

长期施用化肥对红壤旱地作物和水稻产量影响

以长期定位试验为基本材料,研究了长期施用化肥对红壤旱地作物和水稻产量影响。结果表明：（1）红壤旱地的花岗岩红壤和第四纪红壤二种母质熟化24年后（即2005年）种植豆科作物-黄豆和禾本科作物小麦（2006年）,其作物产量均表现为：长期施用化肥NPK处理比长期施用有机物处理的产量低;（2）红壤旱地种植小麦和黄豆,花岗岩、四纪红土NPK处理靠小区水泥梗边缘要好。小区中间95％部分叶片淡黄,植株矮小,长势极差,几乎没有产量。（3）红壤稻田有机无机肥长期配施,能促使水稻持续高产稳产,长期施用化肥,导致水稻减产。施用化肥25年后（即2006年）,水稻早稻稻谷产量为：4284．Okg／hm^2,比施用有机肥处理（M）少283．5kg／hm^2;比有机肥无机肥配合处理（NPKM）少1395．0kg／hm^2。水稻晚稻稻谷产量为：3592．5kg／hm^2,比施用有机肥处理（M）少37．5kg／hm^2;比有机肥无机肥配合处理（NPKM）少951．0kg／hm^2。     

有机肥和化学肥料配合施用对红壤肥力的影响

通过对红壤旱地长期不同施肥处理的土壤研究,发现不同的施肥处理对红壤旱地性质影响极为明显：长期施用化肥,耕作13年后,土壤活性有机质下降39.6%,在NPKS处理中,活性有机质上升16.9%,M中上升11%。长期施用有机物的处理中,土壤的微生物的数量和土壤酶的活性显著高于长期施用化学肥料的处理,由以长期单度施用化学氮肥为最低。在红壤旱地上长期施用化学肥料,使土壤严重酸化,不利于玉米的生长,肥料的长期效果为：氮肥仅增产24.9%,化学肥料配合施用的NPK处理增产率267%,NPKS处理增产率319%,M处理增产率267%,NPKM处理增产率高达367%。施用有质物还可防止土壤酸化,提高土壤的养分的有效性和肥料的利用率。     

长期定位施肥对小麦产量及构成因素的影响

以豫麦13、郑太育1号、临汾7203、郑州941、豫麦47、郑州8998、郑麦9023、郑麦9694、郑麦9962 等9个小麦品种为试验材料, 通过17年6个不同施肥方式的长期定位试验, 研究了不同施肥处理对小麦产量及构成因素的影响。结果表明：(1)N素和P素是限制小麦产量和生长的两个重要因素。K素不是限制小麦生长及产量的主要因素。(2)NPK和NP处理的产量、穗数、穗粒数都要极显著高于其他处理,而千粒重则为PK处理最高。（3）NPK处理不但高产,而且产量较稳定。从产量的稳定性上来说,NPK>PK>NP>CK>N>NK。（4）NPK和NP处理的产量与穗数和千粒重达到极显著正相关,而与穗粒数相关不显著。NK和N处理的产量与三个构成因素都成显著正相关。CK和PK处理的产量只与穗粒数成显著正相关。     

淡灰钙土条件下不同配比施肥对油葵及土壤养分效应研究

为了探明淡灰钙土条件下不同配比施肥对油葵及土壤养分效应,以NX440为供试材料,采用随机区组设计布设田间试验,试验共设CK及NPKM处理等8个处理。结果表明：不施无机氮肥的处理株高相对偏低,且相对CK处理经济产量增产不显著;NPKM处理在收获期比CK处理株高提高了41.6 cm,盘粒数提高了272粒/盘,提高了27.7%,千粒重提高了12.2 g,提高了23.4%;经济产量和生物产量均显著提高,分别提高了55.6%和43.1%,籽粒和茎秆氮含量分别是CK处理1.6倍和2.0倍;土壤有机质含量较CK处理提高了1.5 g/kg。因此,综合考虑,在当地淡灰钙土条件下,不施无机氮肥是不可行的,油葵参照NPKM处理施肥较为适宜。     

保护性耕作对黄土高原旱地春小麦成熟期农田温室气体通量日变化的影响

为了预测农田生态系统中CO2、N2O、CH4的排放对全球气候变暖的响应,及其温度对温室气体排放日变化的影响,利用CO2分析仪、静态箱-气象色谱法,对黄土高原旱区农田生态系统传统耕作(T)和保护性耕作(NTS)措施下春小麦成熟期CO2、N2O、CH4气体通量日变化进行原位观测。结果表明：2种耕作措施下农田土壤均表现为大气CO2、N2O的源和CH4的汇。CO2、N2O、CH4都有明显的日变化特征,传统耕作措施下CO2排放通量明显高于保护性耕作。CO2日排放通量最高峰出现在12:00,最低峰出现在2:00。N2O日排放最高峰出现在16:00,最低峰出现在0:00。保护性耕作措施能增加农田土壤N2O通量的排放。2种耕作措施下CH4吸收通量的最高峰均出现在14:00,保护性耕作措施下CH4吸收通量的最低峰出现在22:00,传统耕作措施则出现在2:00。采取保护性耕作措施能促进农田土壤对CH4通量的吸收。地表温度,5 cm地温与CO2排放通量都有极显著的正相关关系,且都与CO2通呈指数函数关系。N2O与各个耕层的土壤温度都有极显著的正相关关系,且与N2O排放通量呈线性函数关系。2种耕作措施下,CO2通量与地表温度的相关系数最高,N2O与10 cm地温的相关系数最高。CH4与地表温度具有极显著的负相关关系。     

长期施肥条件下我国南方双季稻产量的变化趋势

系统分析我国南方双季典型稻区福建省白沙、江西省进贤、江西省南昌及湖南省望城4个水稻长期施肥试验资料,研究化肥N、P、K (氮、磷、钾)的不同组合(NP, NK, NPK)、化肥配施有机肥(NPKM)及不施肥(CK)各处理水稻的产量差异、变化趋势。结果显示,不同施肥条件下各试验点上水稻产量差异大,试验期内各施肥处理较CK的总增产率分别为NPKM 84.3%、NPK 68.1%、NP 42.9%和NK 39.9%,其中NPKM总体上显著高于NPK。长期配施NPK或NPKM肥产量较稳定或呈上升趋势,尤其是晚稻,而仅施NK均呈下降或极显著下降趋势(周年变化幅度为-103~ -201 kg hm^-2 yr^-1),其他施肥处理晚稻产量相对稳定。不同试验点间施磷量较高(52 kg hm^-2 yr^-1)的南昌点产量相对稳定,而施磷量较低(24 kg hm^-2 yr^-1)的白沙点各处理均呈显著下降趋势。本试验条件下,施肥投入不足又特别是施磷肥量低或不施磷为早稻产量下降的主要驱动因素。合理施用NPK肥,配合有机肥,为推荐的施肥模式,为了使试验点双季稻产量稳定且不呈下降趋势,需年施纯磷50.0~63.9 kg hm^-2, 且适当偏重于早稻季。     

氮肥施用对柑橘果园土壤有机碳矿化的影响

土壤有机碳矿化是土壤向大气释放CO2的最大净输出途径,其与植被的净初级生产力的差值是判断生态系统碳“源”或“汇”的关键。采用室内模拟试验,在10、20、30℃ 3个温度条件下,研究施肥施用对柑橘果园土壤有机碳矿化的影响。结果表明：3种温度处理下,各施氮处理土壤有机碳矿化速率都表现为培养前期快速下降,培养后期保持相对稳定的趋势。在整个培养过程中,3种温度条件下各施氮处理的土壤CO2累积排放量为1328.25~2219.42 mg/kg,100 mg/kg（N4）处理土壤有机碳矿化量最大,CK处理最低,100 mg/kg（N4）和80 mg/kg（N3）2个高氮处理显著高于低氮50 mg/kg（N2）、30 mg/kg（N1）处理。土壤有机碳矿化速率随温度升高而增长,不同的土壤施氮条件下土壤有机碳矿化的温度敏感性不同,N2处理土壤有机碳矿化的温度敏感性最低,N4处理最高。柑橘果园土壤有机碳矿化受高施氮量影响较大,低施氮影响不明显。随着施氮量的增加土壤有机碳矿化的温度敏感性增加,氮肥施用和温度的共同作用可能使柑橘林向大气中排放的CO2增加。     

水葫芦堆肥中N2O排放特征及其影响因子研究

为了明确水葫芦堆肥过程N2O排放的影响因子,为减少水葫芦堆肥过程中N2O排放提供理论依据,笔者采用静态箱-气相色谱法,研究水葫芦（Eichhornia crassipes）堆肥过程中N2O排放动态,探讨了堆温、C/N、氮素形态、化学保氮剂、翻堆频次对N2O排放量的影响。结果表明：N2O日均排放量在水葫芦堆肥后5~10天达最大值,N2O累积排放量呈对数曲线变化趋势;N2O日均排放量与堆温、NH4+-N含量成极显著线性正相关,降低堆温、增加C/N比,可以减少水葫芦堆肥过程中N2O排放量;添加化学保氮剂处理,可以降低水葫芦堆肥过程0~8天的N2O排放量,但整个堆肥过程的N2O累积排放量大于对照处理;减少翻堆频次可降低N2O的排放。     

长期施肥下红壤性水稻土固碳效应特征

明确长期施肥红壤稻田碳投入与碳储量、碳含量与产量间的关系,以及不同施肥措施的固碳效率差异。以红壤稻田长期定位施肥试验为试材,用连续监测的方法,测得长期不同施肥水稻产量、土壤有机碳含量和储量,水稻产量数据。所有处理土壤有机碳含量均呈上升趋势,37年后NPKM处理分别比CK、NPK、NPK2高30.5%、23.4%、24.7%;有机碳储量均随碳投入的增加而显著升高;NPK、NPK2和NPKM处理的固碳效率分别为32.7%、25.9%、35.0%;水稻产量与土壤有机碳含量显著直线正相关。双季稻种植模式下,施肥与不施肥处理土壤碳含量和储量均呈上升趋势;化肥与有机肥配施显著提高固碳效率;有机碳含量与水稻产量间显著正相关。