测定时间对黑土区CO2和N2O排放通量的影响（英文）

[目的]探讨测定时间对黑土区CO2和N2O排放通量的影响,确定排放通量的最佳测定时间,以期为黑土区农田温室气体减排提供科学依据。[方法]以黑土区长期肥料定位试验为平台,采用静态箱式法研究了小麦3个关键生育期(抽穗期、灌浆期和成熟期)CO2和N2O排放的日变化动态,揭示不同测定时段黑土区CO2和N2O排放通量的差异。[结果]土壤CO2和N2O排放通量日变化较大,变化范围分别为CO2206~552mg(/m·2h)和N2O51~295μg(/m2·h)。在不同生育期CO2呈单峰曲线变化,峰值出现在中午12:00,峰谷出现在凌晨3:00;N2O排放通量在抽穗期白天较小,而夜间排放量大。如果不考虑小麦生育期对CO2和N2O排放通量的影响,测定CO2排放代表性时间段在6:00~8:00或16:00~21:00;测定N2O时间段在8:00~10:00或16:00~21:00;若同时测定CO2和N2O排放通量,最佳测定时间在16:00~18:00。若在通常的观测时间9:00~12:00进行观测,CO2和N2O的较正系数分别为0.81和0.90。[结论]该研究结果为黑土区农田温室气体减排提供了科学依据。     

免耕对旱地春小麦成熟期CO_2和N_2O排放日变化的影响

利用静态箱/气相色谱法对黄土高原旱地进行为期7a的免耕和常规耕作条件下春小麦成熟期农田生态系统CO2和N2O排放通量日变化进行了研究.结果表明:春小麦成熟期CO2和N2O的排放具有明显的日变化特征.CO2排放通量明显表现为常规耕作免耕(除16∶00时观测值外),日最高排放值出现在14∶00,最低排放值出现在3∶00;N2O排放通量在10∶00、18∶00、22∶00时,表现为常规耕作免耕,其余观测时段均表现为免耕常规耕作.CO2和N2O排放通量均与地表温度、5cm地温和气温呈极显著正相关性,且常规耕作与免耕处理条件下,CO2排放通量与气温的相关系数最高,均为0.95,呈指数函数关系;N2O排放通量与地表温度的相关系数最高,分别为0.86和0.88,呈线性函数关系.     

安徽淮河流域农田温室气体排放通量特征研究

[目的]探讨安徽淮河流域农田温室气体排放通量特征。[方法]采用静态箱-气相色谱法测定了安徽淮河流域地区主要农作物油菜和小麦田的CO2排放通量以及水稻田的CH4排放通量,并探讨了该地区农田CO2和CH4排放通量的影响因素。[结果]农田土壤温室气体CO2、CH4的排放通量有明显的时间变化特征。农田土壤CO2、CH4的排放通量整体上与温度呈极显著正相关,而与空气相对湿度的相关性不显著。[结论]为进一步研究引起全球气候变暖的相关因素提供了理论依据。     

长期施用有机肥与化肥氮对华北夏玉米N_2O和CO_2排放的影响

[目的]等施氮量条件下,比较有机肥与化肥田间施用后农田温室气体(CO2和N2O)的排放量及其增温潜势,正确认识有机肥与化肥在田间温室气体排放过程中的贡献,为制定田间合理的减排措施提供理论依据。[方法]在华北平原冬小麦-夏玉米种植制度下,以8年的长期定位试验为平台,利用静态箱-气相色谱法,于2014年6—10月,持续监测了化肥和有机肥在不同施肥水平下潮土玉米季土壤N2O和CO2的排放特征,并估算玉米季温室气体排放量及其产生的综合温室效应。[结果]施用有机肥与化肥农田土壤N2O的排放通量变化基本一致,施肥后出现短暂的排放高峰,之后逐渐趋于平稳;等氮条件下,化肥处理的N2O日排放通量明显高于有机肥处理,峰值过后的稳定期内有机肥处理的N2O排放通量略高于化肥处理。化肥的施用对农田土壤CO2的排放规律影响不明显,有机肥施用后CO2会出现持续的排放高峰。施用有机肥与化肥均会增加N2O的排放总量,且随施氮增加N2O排放总量显著增加;等氮量条件下,化肥处理的N2O排放总量显著高于有机肥。有机肥处理显著增加了农田土壤CO2的排放量,而化肥对CO2排放总量的影响不明显。施氮量为240kg·hm-2时,有机肥和化肥处理作物产量均达到较高水平,而温室气体的排放强度(GHGI)最低,分别为0.27、0.63 kg·hm-2,高于此施氮量,有机肥和化肥处理的GHGI均会明显增加。[结论]大量施用有机肥和化肥都会产生过多的温室气体。由于有机肥的固碳效应,化肥处理GHGI高于有机肥处理,适量施用有机肥是实现农田固碳减排的重要途径。     

不同施氮水平下陇中黄土高原旱作小麦农田土壤温室气体的排放特征

【目的】研究不同施氮水平对陇中旱作小麦农田不同生育时期温室气体排放的影响,为旱区农业合理施用氮肥、减排温室气体提供理论依据.【方法】试验以长期施氮春小麦田为供试土壤,其中5个处理组氮肥投入量分别为0,52.5,105.0,157.5,210.0kg/hm~2.采用静态暗箱-气象色谱法测定旱作小麦农田土壤N_2O的排放通量,利用EGM-4便携式土壤碳通量测定系统测定小麦农田土壤CO_2的排放通量.【结果】春小麦全生育期内,不同施氮水平下N_2O排放通量变化趋势一致,其中在分蘖期(4月25日)、抽穗期(6月8日)和灌浆期(7月10日)出现排放峰,且灌浆期排放峰明显高于其他时期,出苗期出现排放最低峰.在灌浆期N_5处理组N_2O气体通量最高,其排放值为0.806mg/(m~2·h).CO_2通量变化在不同处理间较为一致,在分蘖期前变化幅度较小,至三叶期开始降低,其中N_1、N2处理组在三叶期到分蘖期CO_2通量变化幅度最大,分别从0.563、0.402μmol/(m~2·s)降低到0.238,0.183μmol/(m~2·s),其他处理变化幅度较小.相关分析发现,N_2O平均通量与各土层土壤温度呈负相关,但相关性不显著;与0～5cm土壤含水量呈负相关,与5～10cm和10～30cm土壤含水量呈正相关,相关系数分别为0.496和0.105.CO_2平均通量与各土层土壤温度呈显著正相关,相关系数分别为0.427、0.419和0.367;与0～5cm和10～30cm土壤含水量呈显著正相关,相关系数分别为0.529和0.385.【结论】在整个生育期内,小麦田N_2O和CO_2的排放量均在一定程度上受到土壤温度和土壤水分的共同影响.同时,小麦田不同施氮水平处理下N_2O的平均排放通量随着施肥量的增加而增加,且N_5处理组N_2O排放量最高;小麦田CO_2的平均排放通量随施氮量的增加而逐渐降低,且N_1处理组CO_2排放通量最高.     

减氮和施生物炭对华北夏玉米-冬小麦田土壤CO2和N2O排放的影响

2013年6月～2014年6月,在河南省新乡夏玉米-冬小麦试验田设置四种处理即农民常规施肥（ F 处理,250 kg/hm2）、减氮20%（ LF 处理,200 kg/hm2）、减氮20%+黑炭（LFC）,以不施肥处理为对照（CK）,采用静态箱-气相色谱法,对夏玉米-冬小麦生长季土壤CO2和 N2O排放通量动态进行测定。结果表明：①夏玉米-冬小麦田的土壤 CO2排放通量为21.8～1022.7 mg/（m2·h）,土壤 CO2排放通量主要受土壤温度和水分的影响,在夏玉米季受土壤水分的影响更为显著,而在冬小麦季则为5 cm土层处的温度对其影响更为突出。减施氮肥20%处理和减氮加生物黑炭共同作用使土壤CO2累积排放量显著降低,小麦生长季的减排作用尤为显著。②施肥和灌溉是影响土壤 N2O排放的最主要因素,施肥期间 N2O排放量分别占夏玉米季和冬小麦季累积排放量的73.9%～74.5%和40.5%～43.6%;施肥量主要影响排放峰的强度,灌溉主要影响排放峰出现时间的早晚且会影响不同措施的减排效果。③夏玉米-冬小麦田农民常规施肥水平的 N2O 排放系数为0.60%,减氮施肥的 N2O排放系数为0.56%。在华北平原高产集约化农田适当减氮施肥不仅能降低农田土壤温室气体排放,且对作物产量无影响,是适宜的温室气体减排措施。     

不同养猪模式的温室气体排放研究

为评价不同养猪模式温室气体排放情况,对南京六合发酵床和传统水泥地面猪舍温室气体排放情况进行试验测定。通过测定猪舍内空气中CH4、CO2、N2O浓度,根据二氧化碳平衡法原理,计算不同猪舍的温室气体排放通量。结果表明:发酵床舍内CH4、CO2、N2O的平均含量分别是传统猪舍的61.2%、78.6%、125.0%;其舍内CH4平均排放通量要低于传统猪舍,是其63.6%,而N2O和CO2平均排放通量分别是传统猪舍的10倍和1.4倍;考虑到传统猪场猪粪堆肥和化粪池后续管理过程中的温室气体排放,试验期间发酵床养猪模式每天每头猪排放的CO2当量的温室气体总量较传统养猪模式多26.3%,CO2是发酵床养猪过程中温室气体排放总量的主要贡献者,其次是N2O。     

设施甜椒土垄内嵌式基质栽培垄的N2O排放通量昼夜变化

为了探究新型栽培方式下甜椒苗期N2O的排放量和排放昼夜变化规律,明确新型栽培方式下最佳的蔬菜减排栽培模式,通过静态箱-气相色谱法分别对土垄栽培、土垄内嵌式基质栽培（SSC）标准垄、SSC矮垄3种栽培模式的内嵌区和整个垄部连续取气测定N2O排放量。结果表明,测定时间段内,设施甜椒苗期的N2O排放通量出现两个排放峰值,呈现昼高夜低的现象。在白天（8:00-16:00）,SSC矮垄的垄部N2O的平均排放通量最大,为0.180 mg·m^-2·h^-1,土垄的垄部N₂O的平均排放通量最低,为0.112 mg·m^-2·h^-1;在夜间（17:00-22:00）,SSC标准垄的垄部N2O的平均排放通量最大,为0.113 mg·m^-2·h^-1,土垄的垄部N₂O的平均排放通量最小,为0.064 mg·m^-2·h^-1。3种栽培模式的N2O的昼夜累积排放量无显著差异,与土垄栽培相比,SSC矮垄栽培更有利于甜椒的生长。综上,SSC矮垄栽培有利于设施蔬菜的生长,为设施蔬菜减排增效技术研究提供参考。     

农田土壤温室气体排放研究进展(英文)

[目的]对农田土壤温室气体排放的研究进展进行综述。[方法]根据近几年国内外相关文献,对农田土壤中CO2、CH4和N2O的产生机理、排放特征及其主要影响因素进行归纳。[结果]土壤中温室气体CO2、CH4和N2O的产生和排放过程,是陆地生态系统碳氮循环的重要过程,是土壤碳氮库的重要输出途径,在全球碳氮循环中起到很重要作用,对其展开研究有利于减少其排放温室气体的量以及增大其吸收温室气体的能力,从而更有效地实现温室气体的减排。[结论]该研究有助于对温室气体排放规律和影响因素的正确了解,从而对温室气体减排以及研究气候变化提供理论依据。     

施肥与灌溉对春玉米土壤N2O排放通量的影响

2007年在山西省榆次县利用静态箱自动监测系统对传统和优化两种施肥方式下春玉米土壤追肥和灌溉前后N2O排放通量进行了连续测定,该地区土壤质地为壤土,气候为温带大陆性半干旱气候.结果表明,灌溉和施肥对N2O的排放影响较大,当土壤含水量较低时,施肥并不会导致N2O通量迅速升高.在不灌溉的条件下施肥前后N2O的日排放通量特征为单峰型.凌晨4:00左右为最低值,下午16:00左右达到最高值,与空气和5 cm土壤温度相关性均达到了极显著水平.施肥并灌溉后N2O排放通量迅速升高,一天之内能够迅速升高约50倍.灌溉后N2O日排放通量呈"N"字型走势,在达到最大值后变为单峰型.一周后日排放出现了直线下降和水平波动两种不同的走势.经检验施肥并灌溉后一周内优化施肥方式下N2O排放通量极显著低于传统施肥方式(P<0.01),优化施肥可以作为减排农田N2O排放的措施之一.     

马占相思人工林土壤温室气体排放日变化规律研究

【目的】探索马占相思Acacia mangium人工林土壤温室气体排放日变化规律,确定最佳观测时间。【方法】采用静态箱-气相色谱法,对华南地区马占相思人工纯林土壤3种温室气体CO_2、CH_4、N_2O通量进行连续观测。【结果】马占相思人工林土壤3种温室气体具有明显的日变化特征,马占相思人工林土壤为CO2和N2O的排放源及CH_4的吸收汇,其通量日变化幅度分别为:401.33~555.59 mg·m~(-2)·h~(-1)、24.50~34.72μg·m~(-2)·h~(-1)和-10.96~-41.88μg·m~(-2)·h~(-1)。地表CO_2、CH_4通量和5 cm深土壤温度呈极显著(P0.01)或显著(P0.05)相关,地表N_2O通量同温度的相关性不显著。【结论】通过对矫正系数分析,综合考虑3种温室气体以及取样的可操作性,华南地区马占相思人工林雨季的最佳观测时间为09:00时左右。     

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。     

控释肥肥效期对裸地和栽培香蕉土壤N_2O减排效果的影响

【目的】研究不同肥效期的控释肥对裸地和栽培作物土壤N_2O减排效果的影响,为进一步研究大田条件下的减排效果提供参考。【方法】通过盆栽试验,采用静态箱法和气相色谱分析技术,对比研究了1、3、5个月3个肥效期的植物油包膜控释肥(CRF 1Mon、CRF 3Mon和CRF 5Mon)及其核心复合肥分别在裸地和栽培香蕉土壤中的N_2O日排放通量和累积排放量。【结果】控释肥肥效期显著影响N_2O排放峰数量、最大排放峰通量、累积排放量及增温潜势。裸地时,CRF 1Mon、CRF 3Mon和CRF 5Mon排放峰数量分别为5、3和3个,出峰时间均为监测的中后期,最大排放峰通量为CRF 1MonCRF 3MonCRF 5Mon,CRF 3Mon和CRF 5Mon的累积排放量显著低于CRF1Mon;栽培香蕉时,仅CRF 1Mon和CRF 3Mon在监测前期有明显的N_2O排放峰,分别为1和3个,累积排放量为CRF 1MonCRF 3MonCRF 5Mon。施用肥效期长的控释肥对栽培香蕉土壤的N_2O减排效果优于裸地,裸地时累积排放量降幅为24.06%~52.81%,栽培香蕉土壤的累积排放量降幅为54.22%~75.34%。【结论】施用肥效期长的控释肥以及栽培作物是减少土壤N_2O排放、降低温室效应的有效措施。     

不同灌溉模式和施氮处理下稻田氨氧化细菌及无机氮对N2O排放的影响

通过大田试验,研究不同灌溉方式和施氮处理下早稻、晚稻不同时期稻田N_2O的排放通量、氨氧化细菌数量、氨氧化潜势和无机氮含量的变化,揭示土壤氨氧化细菌数量、氨氧化潜势和无机氮含量对稻田N_2O排放的影响。两季试验均设3种灌溉模式,即常规灌溉(CIR)、"薄浅湿晒"(TIR)和干湿交替(DIR),和2种施氮处理,即100%尿素-N(FM1)和50%尿素-N+50%猪粪-N(FM2)。结果表明:晚稻、早稻分蘖期和成熟期土壤氨氧化细菌数量较低,而孕穗期和乳熟期数量较高;晚稻孕穗期、早稻孕穗期和乳熟期土壤氨氧化潜势较高,而晚稻、早稻分蘖期和成熟期土壤氨氧化潜势较低;相同施氮处理下,DIR模式土壤NH_4~+-N含量高于CIR与TIR模式,DIR与TIR模式土壤NO_3~--N含量均显著高于CIR模式;晚稻、早稻孕穗期和乳熟期DIR和TIR模式土壤N_2O排放通量比CIR模式显著提高,FM2处理高于FM1处理;氨氧化细菌和氨氧化潜势与NH_4~+-N含量之间呈极显著正相关关系,N_2O排放通量与氨氧化细菌和氨氧化潜势之间呈极显著正相关关系。因此,N_2O的排放受到氨氧化细菌和氨氧化潜势的直接影响,稻田NH_4~+-N含量大小会影响氨氧化细菌数量和氨氧化潜势,从而间接影响N_2O的排放。     

开花期藜的光合特性研究

[目的]通过对干旱胁迫下藜开花期基本光合特性的研究,初步探讨其耐旱机理。[方法]9月上旬选择典型晴天,对开花期的藜功能叶进行有关光合参数的测定。[结果]开花期藜的光合日变化呈单峰型,峰值出现在中午12:00左右,光合"午休"现象消失,与其营养生长期藜具有明显的午休现象不同。蒸腾速率呈双峰型,在上午8:00左右蒸腾速率达到最大,然后开始渐渐下降,到下午14:00左右达到谷底。在自然条件下藜的光饱和点(LSP)为1 300μmol CO2/(m2.s)左右,光补偿点(LCP)为37μmol CO2/(m2.s)左右,表观量子效率(AQY)为0.348 9。[结论]开花期藜的光合速率的限制因素主要是非气孔限制,光强也不再是控制气孔开闭的主要因素,温度和空气湿度成为控制气孔开闭的主要因素。     

CO2浓度递增对蕨菜净光合速率的影响

[目的]研究CO2浓度递增对蕨菜净光合速率的影响。[方法]利用L1-6400便携式光合仪的红蓝光源控制系统和CO2控制系统,对蕨菜苗初期和苗中期的净光合速率变化进行测定。设定光合有效辐射分别为100和200μmol/（m2·s）,CO2浓度梯度为1 000、900、850、800、750、700、650、600、550、500、400、300、200、100、50、25和0μmol/mol。[结果]在蕨菜＂第一生长阶段＂,其净光合速率随光合有效辐射和CO2浓度的上升而上升,在光合有效辐射为200 mol/（m2·s）,CO2浓度达到650μmol/mol时,净光合速率也表现出明显减缓,接近饱和现象;在＂第二生长阶段＂,其净光合速率也随光合有效辐射和CO2浓度的上升而上升,当CO2浓度达到750μmol/mol,光合有效辐射为200 mol/（m2·s）时,净光合速率也表现出明显减缓,接近饱和现象。[结论]更好的了解了蕨菜的光合生理生态机制,为蕨菜的引种驯化、种植栽培、种质保存及产量的提高提供理论依据和技术指导。     

紫外辐射增强对大豆-土壤系统温室气体排放的影响机理初探

[目的]初步探讨紫外辐射增强与农田生态系统温室气体排放之间的关系。[方法]以豫豆19为材料,通过室外盆栽试验研究地表UV-B辐射增强20%对土壤-大豆系统温室气体排放的影响及其影响机理。[结果]在大豆营养生长期,UV-B辐射增强对土壤-大豆系统CO2和N2O的排放影响不显著;在大豆生殖生长期,UV-B辐射增强显著降低了土壤-大豆系统N2O和CO2的排放,降低了该系统的呼吸速率。UV-B辐射增强主要通过影响大豆的光合作用及N代谢过程影响土壤-大豆系统的温室气体排放,如降低大豆叶片叶绿素含量、改变其硝酸还原酶活性及硝态氮含量等。[结论]UV-B辐射增强对土壤-大豆系统温室气体排放和植物生长及其氮代谢过程等均有一定影响。