氮肥与硝化抑制剂联用对热带菜地氧化亚氮排放的影响

以热带地区种植辣椒为研究对象,采用静态箱–气相色谱法,监测施用不同形态氮以及硝化抑制剂双氰胺(DCD)对菜地N₂O排放和辣椒产量的影响。结果表明,菜地N₂O排放通量变化范围为1.51～80.53μg·m^-2·h^-1,铵态氮肥(NH₄)处理土壤N₂O排放通量显著高于硝态氮肥(NO₃)处理,NH₄处理N₂O排放最大峰值达80.53μg·m^-2·h^-1,NO₃处理N₂O最大峰值同比NH₄处理降低了21.2%。与氮肥处理相比,配施DCD均显著降低了N₂O累计排放量(P<0.05),分别降低为59%和49%,而铵态氮肥+双氰胺(NH₄+D)处理和硝态氮肥+双氰胺(NO₃+D)处理对N₂O累计排放量差异...     

旱地农田氧化亚氮排放研究进展

针对北方旱地农田N2O的产生机理、排放规律及影响因素进行综述,指出影响旱地土壤N2O排放的主要因素是施肥、灌水和农田耕作等人为因素,合理施氮和增加土壤碳贮存是缓解温室气体排放的重要途径,并提出今后应进一步加强不同立地条件下的长期高频农田生态系统N2O排放观测、N2O产生的关键微生物过程与机理与相关观测及通量相结合和农田温室气体排放模型的应用等方面的研究。     

土壤pH影响氧化亚氮(N2O)排放的研究进展

氧化亚氮(N_2O)是第三大温室气体,也是21世纪内平流层臭氧(O_3)的首要分解者。在过去约150年间,大气中N_2O的浓度持续增加,其主要原因在于化肥和有机肥料刺激下土壤中N_2O的大量排放。因此,理解土壤中N_2O的排放机制与影响因素,已经成为估算N_2O排放清单和制定N_2O减排政策的关键科学问题。土壤pH是影响N_2O排放的重要环境因子之一,但目前对其相对重要性和影响机制尚不明确。该文基于已有文献的梳理,总结了原位观测和室内培养研究中土壤pH与N_2O排放之间的统计结果,发现多数研究中N_2O排放与土壤pH呈显著负相关关系;并且从生物硝化、生物反硝化和非生物过程3个方面探讨了土壤pH影响N_2O排放的微观机制。在此基础上,本文对今后的研究工作提出展望,以期为后续的研究提供参考和依据。     

苯甲酸对土壤反硝化过程氧化亚氮排放的影响

反硝化过程是导致土壤N2O排放的主要过程之一。为明确苯甲酸对反硝化过程中N2O排放的影响,本研究通过外援添加苯甲酸进行室内反硝化细菌铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)代谢活性及土壤培养试验,探讨了苯甲酸对反硝化细菌代谢活性及反硝化过程N2O排放的影响。结果表明：(1)土壤N2O排放特征受苯甲酸添加量影响显著,其中在低浓度(1～2 mmol/kg)时呈现“双峰”、高浓度时(4～6 mmol/kg)呈“单峰”的特征;(2)苯甲酸对土壤N2O累积排放量的影响呈现出低浓度促进(增幅达136.4%)、高浓度抑制(降幅为43.0%～64.1%)的特征;(3)苯甲酸对土壤NO3-转化表现为前期抑制后期促进的特征,这与其铜绿假单胞菌代谢活性的影响完全吻合。综上,合理应用苯甲酸可降低土壤N2O排放,但其适宜用量与N2O减排机理仍需进一步研究。     

冬季耕作制度对农田氧化亚氮排放的贡献

研究了红壤丘陵地区大田条件下旱地种植冬季豆科作物、油料作物、休闲 ,以及水稻田冬季休闲、种植紫云英绿肥后 ,土壤氧化亚氮 (N2 O)的排放。结果表明 ,水稻田冬季种植紫云英 ,N2 O平均排放通量 (以N计 ,以下同 )为11 1μg·m-2 ·h-1,比休闲田 (18 3μg·m-2 ·h-1)降低 39% ;旱地种植豌豆 ,N2 O平均排放通量只有 6 9μg·m-2 ·h-1,显著低于休闲田 (9 6 μg·m-2 ·h-1) ,也显著低于油菜田 (12 2 μg·m-2 ·h-1)。各作物施肥后土壤N2 O的排放量均增加 ,豌豆田N2 O平均排放通量为 10 0 μg·m-2 ·h-1,仍显著低于油菜田 (14 7μg·m-2 ·h-1)。因此 ,冬季种植豆科作物可显著降低稻田以及旱地农田N2 O的排放量     

农田氧化亚氮排放的主要影响因素及其作用机制

氧化亚氮(N2O)的环境效应显著,研究N2O的排放机理及影响因素对减少N2O排放和改善全球环境具有重大意义.农田生态系统的生物和非生物途径均可产生N2O,是N2O的重要排放源.由于受人为干扰频繁,农田土壤中N2O的产生和排放过程受到环境和农田管理措施等多种因素影响.介绍了土壤中N2O的产生机理,重点论述了肥料施用和土壤水热状况等关键性因素影响土壤N2O产生和排放的作用机制,以期为N2O的减排策略提供依据.     

轮作制度对农田氧化亚氮排放的影响及驱动因子

 于2003年6月至2004年5月进行田间试验，2003年夏种植大豆、玉米和水稻，后季种植冬小麦。观测项目包括农田N2O排放、土壤温度、湿度及生物学因子。观测结果表明，在不同的轮作方式中，玉米（施氮）-小麦（施氮）轮作农田的N2O年度排放量最高，为(18.5±0.7)kgN·ha-1；大豆（不施氮）-小麦（施氮）处理次之，为（13.2±0.4）kgN·ha-1；水稻（施氮）-小麦（施氮）轮作最低，为（11.7±0.7）kgN·ha-1，三者之间存在极显著差异（P =0.001）。相对于耕翻处理，稻茬麦田播前免耕在冬前促进了N2O排放（P＜0.001），但并未增加季节性排放总量(P＞0.1)。大豆、玉米、水稻、小麦田N2O通量的自然对数值（y）与土壤温度（T）、湿度（W）和叶面积指数（L）的关系可用逐步回归方程y=a·W＋b ·T＋c·L＋d表示（a、b、c、d为回归系数），其中玉米田y与L关系不明显，c值为0；大豆田y与W、T关系不显著，a=0，b=0；灌溉稻田a值为0，且y与L关系不明显。大豆、水稻、小麦田N2O通量均与生态系统呼吸速率呈极显著正相关关系（P＜0.0001），而玉米田不存在类似关系。     

施肥模式对菠萝产量及农田氧化亚氮排放的影响

为探究不同施肥模式下菠萝（Ananas comosus）种植地土壤氧化亚氮（N₂O）的排放特征,筛选出既高产又减少N₂O排放的施肥方法。本试验以热带地区菠萝农田为研究对象,设置不施肥（CK）、常规施肥（NPK）、减量单施化肥（INF）、无机肥+有机肥配施（INF+M）、无机肥+有机肥+缓控肥配施（INF+M+S）等5个处理,利用静态暗箱?气相色谱法对菠萝整个生育期土壤的N₂O排放特征进行监测,并分析不同施肥模式下土壤温度、土壤含水量、硝态氮和铵态氮对N₂O排放的影响及菠萝产量间的差异。结果表明:INF+M+S,INF+M和INF处理下的菠萝产量比NPK处理的分别增加16.77%、6.66%和6.53%,且INF+M+S显著高于NPK。整个菠萝生育期,N₂O累积排放量和平均通量表现为NPK>INF>INF+M>INF+M+S>CK,且处理间差异显著;N₂O排放强度依次为NPK>INF>INF+M>INF+M+S>CK,处理间也表现出显著差异;同时,INF+M+S处理的排放系数也显著低于其他施肥处理;相关性分析发现,土壤硝态氮和铵态氮含量与N₂O排放通量呈极显著正相关。INF+M+S处理能够显著提高菠萝产量,降低菠萝整个生育期农田N₂O的排放量与排放强度,可作为菠萝较优的施肥模式。     

培养实验研究长期不同施肥制度下中层黑土氧化亚氮的排放特征

在水分含量为80%WHC条件下,培养实验研究吉林省公主岭市国家黑土肥力与肥料效益长期定位监测基地土壤氧化亚氮(N2O)的排放特征.以考查不同施肥制度下黑土氧化亚氮排放差异.培养6 d的结果表明,土壤N2O排放量随有机肥施入量的增加而增加,MOCK(耕作但不施任何肥)、M1CK(耕作并施中量有机肥)和M2CK(耕作并施高量有机肥)处理N2O-N排放量分别为5.64、23.3和213 μg·kg-1.化肥配施降低N2O排放量,MON(耕作并施氮肥)、MONP(耕作并配施氮磷肥)和MONPK(耕作并配施氮磷钾肥)处理N2O-N排放量分别为85.0、9.71和7.29 μg·kg-1.氮肥与有机肥配施使N2O的排放量显著增加,M2N(耕作并配施高量有机肥和氮肥)的N2O-N排放量高达316 μg·k-1.氮磷肥和氮磷钾肥配施对土壤N2O的排放影响因有机肥施用量的不同而异.氮磷钾肥与高量有机肥配施显著减少N2O-N排放,其排放量仅为117μg·kg-1.培养结束后,土壤硝态氮含量明显减少,反硝化作用是土壤N2O产生的主要过程.     

设施栽培土壤氧化亚氮排放及其影响因子的研究

采用塑料温室及露地栽培试验方法，研究了土壤氧化亚氮排放规律及其影响因子。结果表明，设施栽培土壤氧化亚氮释放通量比露地蔬菜栽培土壤高1．41倍；施有机肥(酵素菌肥)的土壤中氧化亚氮的释放通量高于施化肥的处理，且分别比对照高2．08和0．74倍；不同形态的氮肥对氧化亚氮释放影响各异，其中长效尿素对氧化亚氮释放的促进作用最微弱；38℃下氧化亚氮的释放量高于15℃时氧化亚氮的释放量；pH为7．3时，土壤释放氧化亚氮的能力最强；不同碳源实验证实，葡萄糖对氧化亚氮释放的促进作用最强。     

小白菜地土壤剖面N_2O分布特征与土壤性质变化

采用田间原位采集系统,于2010年7月25日～2010年9月11日对小白菜生长期间土壤剖面7cm,15cm,30cm与50cm N2O浓度进行田间原位监测。结果表明,土壤剖面间N2O浓度呈现较大的时空变异性。同一土层中,N2O浓度的变异性达到31%～135%。7cm与15cm,30cm与50cm土壤剖面间土层间N2O浓度呈显著的正相关。30cm与50cm土层的N2O浓度显著大于7cm与15cm土层的N2O浓度。小白菜地的30～50cm土层是N2O产生的主要位点。此外蔬菜地土壤剖面有明显的硝酸盐积累现象,同时表层土壤pH低于底层土壤。     

不同竹炭施用量对稻田甲烷和氧化亚氮排放的影响

以来源于竹材废弃物的生物炭为试验材料,采集宁绍平原典型稻田土壤进行水稻盆栽试验,探究不同竹炭施用量条件下生物炭对稻田温室气体排放的影响。研究结果表明:与空白对照处理相比,来源于竹材废弃物的生物质经炭化后还田对稻田温室气体CH4和N2O排放有显著的抑制作用,且减排效果随着竹炭施用量的增加而增强,生物炭处理的水稻产量亦比空白和常规施肥处理有所提高。施用竹炭条件下,CH4和N2O季节累积排放量比对照处理分别降低了58.2%~91.7%和25.8%~83.8%;相对常规施肥处理而言,降低幅度分别高达64.3%~92.9%和72.3%~93.9%。这可能是由于竹炭所包含的有机碳高度芳香化而具有生物化学和热稳定性,同时竹炭有很大的比表面积和表面吸附能,竹炭的施用可能改善了水稻土理化特性并抑制相关微生物的活性,从而降低了稻田温室气体排放。     

Nitrous Oxide Emissions from Upland Farmland as Affected by Summer Legume Crop Cultivation

A field study was conducted to investigate the effects of leguminous crop cultivation on nitrousoxide (N2O) emissions from upland agricultural soils. Results demonstrated that N2O emission sequences were tively. While in terms of seasonal emission, the sequence was that soybean ＞ peanut crop ＞ upland rice, being 0.77, 0.70 and 0.55 kg/ha respectively. Results also demonstrated that legume crop treatment emitted much more N2O than non-legume upland rice treatment and that N fertilized treatments emitted more than unand N fertilizer, therefore, were one of the important sources of N2O emissions from agricultural fields.     

密闭箱处理蛋鸡粪的氧化亚氮氨气排放研究

采用密闭箱处理蛋鸡粪的方法,研究了密闭箱内产生的氧化亚氮、氨气的排放规律、影响因子及两者存在的内在联系。结果表明,氧化亚氮的产生与有机质的含量以及蛋鸡粪内部的氧气状况密切相关;氨气与氧化亚氮的逐日排放变化规律存在很大的相似性;蛋鸡粪的内部温度作用表现不明显,受外界气温影响很小。     

垃圾堆肥及其复合肥对农田土壤N_2O排放的影响

设置不同肥料处理小区,并将同一施肥处理分为秸秆覆盖与无覆盖两部分,种植玉米,应用静态箱-气相色谱分析技术,研究了不同施肥处理对农田土壤N2O通量的影响,并分析了土壤水分对土壤N2O通量的影响.结果表明,玉米田土壤N2O排放具有明显的季节变化,苗期玉米田土壤的排放高峰主要是施肥的原因.不同施肥处理之间土壤N2O通量的差异主要表现在苗期堆肥处理和复合肥处理的土壤N2O平均通量分别为42.3和21.9μg N·m-2·h-1;抽穗期土壤N2O通量增大是由于受降水影响.玉米生长季节内,垃圾堆肥处理的土壤N2O平均通量大于复合肥处理;与对照相比,施用垃圾堆肥及其复合肥使农田土壤的N2O通量增加,其土壤N2O平均通量分别是对照的1.9倍和1.5倍;与无秸秆覆盖相比,秸秆覆盖使土壤N2O排放通量增大.     

不同施肥技术对单季稻田CH4和N2O排放的影响研究

以麦茬稻田为对象,采用静态箱-气相色谱法对巢湖地区常规施肥、高产施肥、高产施肥+脲酶抑制剂、控失肥4种肥料处理下稻田CH4和N2O的排放进行测定,研究控失肥和脲酶抑制剂两种技术措施对单季稻CH4和N2O排放的综合影响。结果表明：各处理间CH4排放的季节变化模式没有明显不同,但排放量大小有明显差异;高产施肥+脲酶抑制剂与控失肥处理的CH4季节累积排放量分别为28.81 g·m-2和32.68 g·m-2,较常规施肥处理分别减少了25.8%和15.8%,而N2O的季节累积排放量没有明显差异。对CH4 和N2O     

不同栽培模式对稻田甲烷和氧化亚氮排放的影响

在构建不同栽培技术模式（高产抛栽模式、高产移栽模式、农户模式）的基础上,监测了不同栽培模式下早稻产量及稻田甲烷和氧化亚氮排放的差异。结果表明：高产抛栽模式和高产移栽模式水稻产量均显著高于农户模式,增产幅度分别达到16.4%和17.7%,高产抛栽模式和高产移栽模式产量之间差异不显著。3种模式甲烷排放对全球增温潜势贡献均在90％以上。高产抛栽模式全生育期甲烷排放显著低于高产移栽模式和农户模式,而高产移栽模式和农户模式之间差异不显著,全球增温潜势变化趋势与甲烷排放相同。高产抛栽模式温室气体强度最低,农户模式最高,高产移栽模式居中。因此,在抛栽条件下,配以合理的肥料运筹是同步实现水稻高产和温室气体减排的重要技术途径。     

北方典型设施菜地土壤N2O排放特征

为明确北方典型设施菜地N2O的排放特征,在“中国蔬菜之乡”——山东省寿光市的秋冬茬设施番茄土壤上利用静态暗箱-气相色谱法,对不施氮肥(CK)、单施有机肥(OM)、农民习惯施(FP)和减氮优化施肥(OPT)4个处理下的N2O排放通量进行了观测,并分析了其对N2O排放量和蔬菜产量的影响.结果表明,施肥并灌溉后的一段时间内,会观测到N2O的“脉冲式”排放,最高排放峰值出现在基肥+灌溉后,且排放高峰持续近20 d,而由追肥引起的排放峰值小且持续时间仅3～5 d.统计分析表明,温度和水分都是影响设施菜地N2O排放的环境因素.各处理土壤N2O排放总量差异显著,顺序依次为:FP (14.77 kg/hm2)＞OPT(9.73kg/hm2＞OM(6.84 kg/hm2)＞CK(2.37 kg/hm2),N2O排放系数介于0.83％～1.10％之间,接近或超过IPCC 1.0％的推荐值.与FP处理相比,减少近60％化肥N的OPT处理下番茄产量增加2.2％.在目前管理措施下,合理减少有机肥和化肥施氮量是设施蔬菜地N2O减排的有效途径.     

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。