农业土壤N_2O排放的研究进展

根据近几年国内外文献资料 ,综合分析介绍了农业土壤N2O排放的进展情况。提出农业土壤中N2O的产生是在微生物的参与下 ,通过硝化和反硝化作用完成。影响N2O产生与排放的主要因素包括土壤特性 (理化性质和水热条件 )、气候条件 (温度、降水、光照 )和农业技术措施 (肥水管理、作物类型 )。深入研究农业土壤N2O排放与这些因素间的数量关系 ,客观估计区域或全球农业土壤N2O的排放总量并提出切实可行的减排措施乃是未来的研究方向。     

农田土壤氧化亚氮排放及其控制研究

氧化亚氮(N2O)是一种重要的温室气体,其中农业土壤是最大的N2O排放源。随着全球温室效应的加剧,如何减少农田土壤N2O排放备受关注。利用公开发表的文献,将不同作物品种、硝化抑制剂、环境条件对土壤N2O排放的影响进行了归纳。结果表明:一般大田作物农田的土壤N2O排放量少于菜田,其中,蔬菜类中莴苣菜地的土壤N2O排放较少,大田作物中玉米田的土壤N2O排放量少于小麦;添加硝化抑制剂DMPP(34-二甲基吡唑磷酸盐)的土壤N2O减排效果好于添加DCD(双氰胺);土壤N2O排放量随着施氮量的增加而增加,随着土壤温度的升高和含水量的增加均呈抛物线型变化趋势,其中土壤温度为25~30℃时、含水量为35%时出现N2O排放高峰。通过合理种植作物、添加合适的硝化抑制剂、降低土壤施氮量、合理调节土壤温湿度、缩短土壤干湿交替状态时间等措施,均可以减少土壤N2O的排放。     

区域尺度农田N2O排放量估算研究进展

 N2O是重要的温室气体,农田是N2O的重要排放源。排放因子法、试验推断法、统计模型和过程模型是目前估算区域农田N2O排放的主要方法,应用上述方法,各国学者对全球、国家和其它区域尺度的农田N2O排放量进行了估算。结果表明,世界农田N2O排放总量在1.2—4.2 TgN之间,中国农田N2O排放总量在0.063—0.628 TgN之间。与其它方法相比,过程模型的精度更高,未来在区域农田N2O排放估算上会发挥越来越重要的作用。应用过程模型,开展模型功能开发与区域验证、氮沉降、淋溶、径流等间接排放因子研究以及区域减排技术集成与农田减排碳贸易测算是未来区域尺度农田N2O排放估算研究的重点。     

氮肥对紫色土夏玉米N2O排放和反硝化损失的影响

利用原状土柱-乙炔抑制法对不同施氮量和不同氮肥品种下紫色土种植玉米期间的N2O排放量和反硝化损失量进行测定.结果表明:①施氮处理的反硝化损失量和N2O排放量显著高于不施氮肥处理;施氮量间反硝化损失量和N2O排放量差异不显著.不施氮肥、中氮和高氮的反硝化损失量分别是4.11 kg·hm-2、11.84 kg·hm-2、10.02 kg·hm-2,N2O排放量分别是1.29 kg·hm-2、4.84 kg·hm-2和4.53 kg·hm-2;中氮和高氮的反硝化损失量分别占施氮量的5.16%和2.36%,N2O排放量分别占施氮量的1.3%和3.98%.②不同氮肥品种处理间的反硝化损失量和N2O排放量也有显著差异.尿素、硫酸铵、硝酸钾反硝化损失量分别为14.27 kg·hm-2、10.51 kg·hm-2、12.79 kg·hm-2,反硝化损失占施氮量的6.61%、4.11%和5.62%;N2O排放量分别是7.15 kg·hm-2、4.35 kg·hm-2和4.34 kg·hm-2,占施氮量的3.17%、1.30%和1.30%.施用尿素(酰胺态氮肥)的反硝化损失量和N2O排放量显著高于施用硫酸铵(铵态氮肥)和硝酸钾(硝态氮肥).③土壤中无机氮含量是影响本区土壤硝化和反硝化作用的限制因子;降雨是影响该区土壤N2O排放和反硝化损失的主要因素.④反硝化作用是紫色土夏季氮素损失的主要途径.     

水分和氮肥管理对氧化亚氮排放的影响

稻田作为大气中N2O的重要来源而倍受关注。硝化和反硝化是土壤中N2O生成的2个主要的微生物过程,水分管理和氮肥的施用是影响稻田土壤N2O产生排放的2个重要因素。本文通过温室土培试验,研究了不同的水分处理及氮肥施用对水稻N2O排放通量影响。研究表明,在湿润水分处理条件下,铵态氮供应中的N2O累计排放量高于硝态氮供应中的N2O累计排放量;在淹水水分处理条件下,铵态氮供应中的N2O累计排放量低于硝态氮供应中的N2O累计排放量。     

中国稻田水稻生长季N2O排放估算

由于土壤水分状况的不同,水稻生长季土壤N2O排放量明显不同于旱地作物。基于多元统计模型,通过多点代面的方法进行尺度扩展,并应用蒙特卡洛方法模拟影响因素的变异程度,模拟了中国稻田水稻生长季的N2O排放情况。所模拟的378个点的水稻生长季N2O排放通量为6.0～74.3μgN.m-2.h-1,其均值接近于原始观测结果;378个点位的N2O排放通量空间分布不均,排放量较高的点位于北纬20°到30°之间;378个点中单季稻、稻-旱轮作中的水稻和双季稻的生长季N2O平均排放量分别占年总排放量的53%、34%和59%。多点代面的尺度扩展结果显示2008年中国稻田水稻生长季N2O排放量均值为22.48Gg,其95%的概率区间为20.5～24.8Gg;化肥氮的N2O排放系数为0.27%,与IPCC缺省值0.3%接近。用秩相关关系表征影响因子对中国稻田水稻生长季N2O排放量的不确定性的贡献,结果表明水分管理类型、有机肥类型、土壤属性、氮用量等对结果均有显著影响。     

农业土壤N_2O产生途径及其影响因素研究进展

基于目前国内外对农业土壤N_2O产生与排放过程的研究成果,分析了N_2O的产生途径及其研究方法、影响农业N_2O产生的主要因素。农业土壤N_2O产生的主要过程有硝化作用(自养硝化作用和异养硝化作用)、反硝化作用和硝化微生物反硝化作用。目前研究硝化和反硝化作用的研究方法主要包括15N示踪法和气体抑制剂抑制法;影响土壤硝化—反硝化作用及N_2O产生的因素主要包括土壤基质、土壤物理性质、土壤化学性质、生物因素以及人类活动等。在此基础上探讨了目前研究中存在的主要问题,并对今后研究提出展望与建议。     

DNDC模型对北京旱地农田N_2O排放的模拟对比分析

通过DNDC(Version 77)模型和田间原位观测,对北京地区大豆农田的N2O排放特征进行了模拟与对比分析。结果表明,DNDC模型能较好地模拟田间实测到的大豆生长期内N2O排放通量、气温和土壤地表温度的变化和N2O排放对每日降水的响应。但模型还存在一些问题：对于干旱期和非农业活动期农田的N2O排放反应灵敏度不够,模型低估了干旱期和非农业活动期农田的N2O排放通量。总的来说,在以生长期为时间尺度的计算上,模拟和实测值总量相差不大,在将来北京地区旱地农田N2O排放量估算上有很强的应用价值。为了进一步确定影响大豆生长期内N2O排放的主要因子,本文还进行了敏感性实验分析。结果表明,在一定范围内,在其他条件不变的情况下,N2O-N排放模拟值对土壤初始表面有机碳含量的变化较为敏感,随着土壤初始表面有机碳含量的增加,N2O-N排放模拟值也随着线性增加;另外,N2O-N排放模拟值对降雨中N素的含量变化也较为敏感,随着降雨中N素的含量的升高,N2O-N排放模拟值也随着非线性增加。     

玉米-小麦轮作系统中氮肥反硝化损失与N_2O排放量

应用乙炔抑制-原状土柱培养法研究了玉米-小麦轮作周年中氮肥的反硝化损失和 N2O排放量.结果表明,氮肥产生的 N2O为 1.77～ 2.82 kg N@ hm- 2,占施氮量的 0.49%～ 0.76%;反硝化损失量为 3～ 3.18 kg N@ hm- 2,占施肥量的 0.81%～ 0.86%.玉米与小麦生长期间的氮肥反硝化损失率很相近,分别为 0.7%～ 0.99%和 0.77%～ 0.88%.反硝化作用和 N2O排放与土壤含水量密切相关,有机肥与氮肥混施增加 N2O排放量.反硝化不是该旱作系统氮肥损失的主要途径,但施用氮肥大大增加了 N2O的排放,对环境造成一定的影响.     

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。