丘陵区稻田N2O排放的特点

１９９３－１９９４年在中国科学院红壤生态试验站通过田间试验研究了丘陵区稻田Ｎ２Ｏ排放的特点。结果表明,稻田Ｎ２Ｏ排放主要集中在水分落干期间,淹水状态下几乎没有Ｎ２Ｏ排放。由于早稻稻草还田、晚稻稻田Ｎ２Ｏ排放量即使在水分离落干期间也不高。稻田Ｎ２Ｏ排放量随地形降低而逐渐增加,１９９３－１９９４年两年中坡底、坡腰和坡顶稻田水稻生长期平均Ｎ２Ｏ－Ｎ排放通量分别为１０．９０、５．６０和２．１１μｇ／（ｍ＾     

施肥对稻田N2O排放的影响

肥料施用是影响稻田N20排放的重要因素之一。以国内外相关文献为基础,综述了肥料的种类、施用量、施用方式和施用时间对稻田N2O排放的影响,指出了有待研究的内容：加强对土壤N2O排放机理的研究;进一步研究肥料施用对稻田N2O排放的影响;进一步研究施肥管理措施对稻田温室气体（CH4和N2O）排放的交互影响,寻求科学合理、切实可行的减排措施。     

外源氮添加对湿地土壤N_2O排放量的影响

为搞清湿地土壤驱动N2O排放的关键氮源类型,有效减少湿地N2O的排放,本文通过室内控制温湿度,用气相色谱法分析不同外源氮素对湿地N2O排放的影响。结果表明:外加氮源组总是高于对照组N2O排放量(4.4 mg·m-3)。在设定的剂量范围内,单独添加尿素或尿素与硝酸铵1∶1配合时N2O排放量呈现先增后减的单峰分布趋势,峰值分别为10.6 mg·m-3和229.0 mg·m-3;单独添加硝酸铵时N2O排放量(32.6~111.0 mg·m-3)随着氮素添加量增加呈现持续上升趋势。单独添加尿素或硝酸铵、尿素与硝酸铵1∶1配合均促进N2O的排放,但硝酸铵尿素混合添加对N2O排放量的贡献单独添加硝酸铵单独添加尿素。这为预测内蒙古高原区农牧交错带湿地氮素输入可能带来的温室效应和有效减排提供科学依据。     

秸秆生物质炭对稻田土壤剖面N2O和N2浓度的影响*

氧化亚氮（N2O）和氮气（N2）是淹水稻田土壤剖面反硝化过程的重要气态产物,可通过土水界面向大气排放,也可随水向下淋溶。秸秆生物质炭施入稻田后会改变土壤理化及微生物学性质,影响反硝化过程及N2O和N2产排。本研究依托2010年夏建立的连续秸秆生物质炭还田的稻麦轮作农田试验,通过埋设淋溶管收集土壤剖面溶液,采用气相色谱和膜进样质谱分别定量溶液中N2O和exN2（反硝化产生N2量）,观测了2018和2019年水稻季不同秸秆生物质炭施用量（CK：每季0 t·hm-2;1BC：每季2.25 t·hm-2;5BC：每季11.3 t·hm-2;10BC：每季22.5 t·hm-2）下0~1 m土壤剖面溶液中N2O和exN2浓度的时空变化,评估了长期施用秸秆生物质炭对稻田土壤剖面反硝化作用及其主要气态氮产物exN2随水流失的影响。结果表明,两个稻季CK处理N2O浓度以60 cm处较高,exN2浓度则随土壤深度增加呈降低趋势。秸秆生物质炭处理能降低剖面N2O和exN2浓度,以10BC处理最为明显。其中,N2O浓度降低以60 cm处较大,exN2浓度降低随土壤深度增加而加大。施用秸秆生物质炭对土壤剖面溶液无机氮（NO3-+NH4+）含量无明显影响,但5BC和10BC处理增加了可溶性有机碳（DOC）和溶解氧（DO）浓度以及氧化还原电位（Eh）。CK处理下土壤剖面溶液N2O和exN2浓度变化与DOC、硝态氮（NO3-）及DO有关;秸秆生物质炭处理下则主要受DO和Eh控制。exN2淋溶量（按1 m深度计算）CK处理下为2.3 ~5.5 kg·hm-2,相当于无机氮和有机氮（DON）淋溶量的32%~34%,5BC和10BC处理则降低为1.7 ~3.7 kg·hm-2和1.1~1.9 kg·hm-2,上述结果表明,反硝化产生N2随水淋溶量不容忽视,秸秆生物质炭还田可改善淹水稻田土壤剖面的通气状况,增加DO,提高Eh,进而有效减少深层反硝化及其主要气态产物exN2随水流失的风险。     

覆膜栽培及抑制剂施用对稻田N2O排放的影响

采用静态箱-气相色谱法研究脲酶抑制剂氢醌(Hydroquinone, HQ)与硝化抑制剂双氰胺(Dicyandiamide, DCD)配合施用(HQ/DCD)对常规栽培和水稻覆膜节水高产栽培下四川丘陵地区稻田的N2O排放的影响。结果表明,水稻生长期,常规栽培和水稻覆膜节水高产栽培稻田N2O排放总量分别为41.8 mg/m2 和506.9 mg/m2。HQ/DCD施用减少常规栽培与水稻覆膜节水高产栽培稻田N2O季节总排放,降幅分别为25.2% 和48.5%。常规栽培和水稻覆膜节水高产栽培N2O季节总排放占施氮量的0.3% 和3.4%,施入HQ与DCD后,其N2O季节总排放分别降为施氮量的0.2% 和1.7%,HQ/DCD施用对水稻覆膜节水高产栽培下的N2O减排更为有效。各处理N2O排放与5 cm土壤温度、土壤Eh无显著相关性。     

地膜覆盖对土壤中N2O释放的影响

研究地膜覆盖下土壤中N2O释放可为进一步探明膜下土壤中N2O的传输、消耗和排放到大气的动力学过程提供理论依据.在2001年3月至6月和2001年10月至2002年6月连续两个冬小麦生长季,采用静态漏斗法和揭膜-封闭箱法测定了地膜覆盖下耕层5、10、20 cm土层处和地表处N2O的释放特征及相应土壤性质.结果表明:地膜覆盖下,地表和耕层10、20 cm土层处N2O释放通量显著增加;0～5 cm土层土壤水分和10～20 cm土层土壤硝态氮的浓度的变化分别解释了休闲地和冬小麦地土壤中N2O释放通量85.23%和92.11%的变异,它们是膜下休闲地和冬小麦地土壤中N2O释放通量增加的主要原因.该结论对地膜覆盖下科学地控制农田水分、养分以及地膜覆盖在中国西北地区的科学使用和推行具有实际意义.     

粒径对冻融过程中加氮灌溉土壤N2O排放的影响

通过室内模拟的方法,研究了冻融过程潮土两种粒径（1 cm和0.25 mm）在加氮灌溉条件下N2O的排放通量,并且分析比较了3种氮素形态（铵态氮、硝态氮和酰胺态氮）和3种浓度（40、200和800 mg/L）对土壤N2O的排放通量的影响。结果表明：冻结前,除硝态氮浓度在大于200 mg/L时,细土N2O排放通量小于粗粒径土壤,其他氮素形态和浓度得到相反结果;冻结过程细土达到N2O稳定排放通量的时间要早于粗粒径土壤;融化后细土比粗粒径土壤早出现N2O排放峰,并且该峰值总体比粗粒径土壤小;随氮素浓度增加,粗粒径土壤3种氮素形态平均N2O累积排放量分别比细粒径土壤多45.46%、7.81%和46.87%。建议土壤在加氮灌溉时应尽量避免施加硝态氮肥,铵态氮肥的施用应尽量考虑降低浓度,并建议在灌溉越冬水且土壤冻结后耙碎大土块以减少N2O排放。     

围垦对杭州湾南岸滨海湿地土壤养分分布的影响

在杭州湾南岸典型滨海湿地以空间代时间的方法,采集不同围垦年代的自然湿地土壤和围垦后利用土壤,研究了湿地土壤有机质、N和P的空间分布规律及围垦利用对养分空间分布的影响。结果表明,随围垦时间的增加,土壤表层全P含量表现为增加的趋势,围垦5年、25年和50年土壤全P含量比未围垦光滩分别增加12%、25%和76%;土壤有机质则表现为先降低后增加趋势,围垦5年和围垦25年土壤有机质相比未围垦光滩分别减少14%和50%,围垦50年则比未围垦光滩增加87%;土壤全N的分布趋势和有机质基本一致。对养分剖面分布的分析表明,围垦及其利用等人为干扰活动对养分的影响主要集中于土壤表层。相关性分析显示,土壤中全N含量与有机质含量呈现出显著的正相关,说明在土壤中N主要是以有机N的形态存在,而全P含量与有机质含量的关系不显著。土壤颗粒组成与土壤中有机质、N素等养分含量有较为明显的关系,有机质、全N与物理性黏粒(<0.01mm)的各组分都表现为显著或极显著正相关;土壤中P素与土壤质地的关系则并不是很密切。研究表明,围垦及其利用引起的土壤水分和质地等物理性质的变化以及不同围垦历史是影响湿地土壤养分空间分布的主要因素。     

施氮方式对玉米氮吸收及土壤养分、N2O排放的影响

通过3年定位试验,研究不施氮肥、农民传统施氮、比传统施氮减量20%、减氮20%配合秸秆还田、减氮20%施用包膜尿素处理对玉米年际产量、植株氮吸收、土壤养分变化及N2O排放的影响。结果表明:包膜尿素处理产量最高,比空白处理增产18.50%,比产量次高的秸秆还田处理仅增产0.51%,二个处理间产量差异不显著;包膜尿素处理和秸秆还田处理可增加植株氮的吸收固定;秸秆还田处理的肥料利用率和植株总氮积累量高于包膜尿素处理,但其氮收获指数最低,为0.606,从注重品质角度,包膜尿素处理的效果略好于秸秆还田处理;各施肥处理都比空白处理提高了土壤主要养分含量,但从有机质、全氮、有效磷和速效钾含量提升综合评价,包膜尿素处理和秸秆还田处理对土壤的培肥作用好于农民习惯施肥处理;秸秆还田处理的N2O-N季节排放总量和排放系数都最高,分别为N 1.50 kg·hm-2·季-1和0.27。因此,从保产稳产、培肥地力、提升品质、减少N2O排放综合考虑,建议推广比农民习惯施肥量减少氮量20%的包膜尿素一次性施入在玉米生产中的应用。     

围垦年限及施氮对滨海湿地CH4好氧氧化过程的影响

本试验选取崇明东滩的光滩湿地和芦苇湿地为对照，比较研究不同围垦年限(19、27、51、86 a)的围垦区稻田耕层土壤CH₄好氧氧化的速率和固碳量以及对氮肥的响应特征。结果表明，围垦稻田土壤有机碳(SOC)含量随围垦年限增长而显著增加，而湿地土壤的酸碱度(pH)、硫酸根离子(SO₄^2–)浓度和电导率(EC值)则均随围垦年限增长而呈逐渐下降趋势。围垦稻田的CH₄好氧氧化速率存在显著差异，其中围垦27 a稻田最高，为32μg/(g·d)，但远低于芦苇湿地(82μg/(g·d))。CH₄好氧氧化驱动的固碳净增量(¹³C-SOC)介于10.3～19.6μmol/g，与CH₄氧化速率显著正相关。围垦86 a稻田CH₄好氧氧化的固碳效率(¹³C-SOC净增量/¹³CH₄转化量)为61%，显著高于围垦19 a和27 a稻田。添加3种氮肥(NH₄     

脲酶抑制剂不同用量对土壤氮素供应的影响

为研究在红壤双季稻田脲酶抑制剂适宜的添加比例,采用田间小区试验研究不同水平的脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)对双季稻田土壤氮素转化的影响。本文设置NBPT的施用量为尿素的0. 5%、0. 75%、1. 0%、1. 25%、1. 5%5个水平。结果表明:与农民习惯施氮(单施尿素N 135 kg/hm~2)处理相比,NBPT与尿素的比例1. 0%时,对早、晚稻的产量与氮素回收率均无显著影响,当NBPT添加比例为1. 0%、1. 25%、1. 5%时,早、晚稻的产量以及氮素回收率均显著提高,且添加量在1. 0%与1. 5%的两个处理之间无显著差异;与单施尿素相比,添加NBPT大于1. 0%时,土壤脲酶活性和铵态氮含量在分蘖期显著降低,铵态氮含量在孕穗期显著升高,而硝酸还原酶活性、硝态氮含量及微生物量碳、氮含量始终无明显差异,孕穗期的脲酶活性也无显著差异;通过逐步回归分析发现,水稻分蘖期与孕穗期土壤中铵态氮含量对水稻产量影响显著,而且孕穗期的影响大于分蘖期,其余指标则对产量无明显影响,由此可知,添加NBPT可保持孕穗期较高的土壤铵态氮含量可能是其增产与提高氮肥利用率的主要原因,NBPT在稻田的适宜添加量为尿素用量的1. 0%以上。     

沼液替代化学氮肥对滨海稻田土壤有机氮和细菌群落的影响

【目的】明确沼液替代化肥对稻田土壤有机氮(SON)矿化的影响及其与土壤微生物群落变化的关系。【方法】田间试验于2017年在江苏滨海稻田上进行,在总氮投入量225 kg/hm²的前提下,设置4个沼液替代化肥氮比例：0%、33%、66%、100%(即,BS0、BS33、BS66、BS100处理)。试验连续进行3年后(2019年),取土测定了有机氮的矿化特征,分析有机氮中酸解氮、非酸解氮、酸解铵态氮、氨基酸态氮、氨基糖态氮、酸解未知态氮的含量及细菌组成结构。【结果】与BS0处理相比,BS66处理的土壤氮矿化势(N₀)增幅最大,达39.7%。氨基酸态氮和非酸解氮含量沼液施用处理有显著升高(P<0.05),BS66处理的氨基酸态氮较BS0增加了39.2%,BS100处理的非酸解氮含量增加了73.9%。沼液替代化肥提高了土壤Chloroflexi (绿弯菌门)与Actinobacteria (放线菌门)的相对丰度,显著降低了Nitrospirae (硝化螺旋菌门)的相对丰度(P<0.05)。不同细菌属对沼液替代化肥水平的响应差异较大,随着沼液...     

黑麦草鲜草翻压还田对双季稻CH4与N2O排放的影响

为了研究黑麦草鲜草翻压还田对稻田温室气体排放的影响,该文利用静态箱-盆栽装置观测了尿素、黑麦草鲜草翻压还田、半量尿素与半量黑麦草鲜草混施和对照4个处理稻田CH4和N2O排放.结果表明:黑麦草鲜草翻压还田、半量尿素与半量黑麦草鲜草混施的CH4排放通量分别比对照增加了371％和210％,比尿素增加了152％和66％:尿素的CH4排放比对照高87％,差异均达到显著水平(P＜0.05).黑麦草鲜草翻压还田的CH4排放在3个时期(早稻移栽前,早稻生长期和晚稻生长期)分布均匀,约60％的CH4排放于早稻移栽前和早稻生长期.尿素的N2O排放分别为黑麦草鲜草翻压还田、半量尿素与半量黑麦草鲜草混施和对照的18倍、6.6倍和25倍.CH4和N2O的全球增温潜势(GWP)依次为黑麦草鲜草翻压还田＞半量尿素与半量黑麦草鲜草混施＞尿素＞对照,差异均显著(P＜0.05).黑麦草鲜草翻压还田虽然增加了稻田CH4排放,但减少了N2O排放,抑制了 尿素对N2O的排放.     

Effects of nitrogen fertilization and irrigation on N2O emissions from a sandy soil in Germany

The aim of this study was to investigate the effect of supplemental irrigation on the amount of N₂O emissions on a sandy soil in north-east Germany. N₂O flux measurements were carried out over two vegetation periods from the emergence of plants to harvest. The level of N₂O emissions was low, which is typical for sandy soils in north-east Germany. In both periods, irrigation had no increasing effect on N₂O emissions. Relevant factors were the soil temperature and the soil water-filled pore space (WFPS), which were mainly influenced by weather conditions. This may indicate that nitrification was the main source of N₂O emissions. In conclusion, this study has confirmed that sandy soils under weather conditions of north-east Germany generally have a very low potential for N₂O emissions.     

不同氮肥管理模式对太湖流域稻田土壤氮素渗漏的影响

针对太湖流域稻田土壤氮素流失引起的面源污染问题,以农户常规施肥处理、化肥减量施肥处理、缓控释肥处理、有机无机肥配施处理以及按需施肥处理5种稻田氮肥管理模式,探讨了不同施氮水平与肥料类型的处理对20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm以及100～120 cm四个深度土壤氮素渗漏的影响。结果表明,20～40 cm渗漏液中总氮(TN)浓度与施肥量成正比;农户常规施肥处理会出现40～60 cm TN浓度高于20～40 cm的现象;缓控释肥处理具有较高的20～40 cm TN淋失量;溶解性有机氮(DON)是稻田氮素进入地下水的主要形态,占TN的60%～70%;减少33%的氮素施用量,可降低进入地下水体36.9%～49.0%的TN浓度。按需施肥处理能在保证产量的情况下降低施氮水平,减少氮素渗漏损失,是适宜该地区的环境友好型氮肥管理模式。     

氮肥、土壤湿度和温度对稻田土壤甲烷氧化的影响

Effects of nitrogen fertilizer,soil mosture and temperature and temperature on methane oxidation in paddy soil were investigated under laboratory conditions.Addition of 0.05 g N kg^-1 soil as NH4Cl strongly inhibited methane oxidation and addition of the same rate of KCl also inhibited the oxidation but with more slight effect,suggesting that the inhibitory effect was partly caused by increase in osmotic potential in microorganism cell,Not only NH4^ but also NO3^- greatly affected methane oxidation.Urea did not affect methane oxidation in paddy soil in the first two days of incubation,but strong inhibitory effect was observed afterwards.Methane was oxidized in the treated soil with an optimum moisture of 280 g kg^-1 ,and air-drying inhibited methane oxidation entirely.The optimum temperature of methane oxidation was about 30℃ in paddy soil.while no methane oxidation was observed at 5℃or 50℃。     

Effects of green manure storage and incorporation methods on nitrogen release and N2O emissions after soil application

More efficient use of green manure-derived nitrogen (N) may improve crop yields and reduce environmental impacts in stockless organic arable farming. In this 3-month incubation study, we tested a new strategy where green manure leys are harvested and preserved until the following spring either as compost mixed with straw or as silage of harvested ley biomass. Grass-clover compost or silage was soil-incorporated by either simulated ploughing (green manure placed at 15 cm depth) or harrowing (green manure mixed into the upper 5-cm soil horizon) in order to assess treatment effects on net release of plant-available N, nitrous oxide (N₂O) fluxes and soil respiration. Grass-clover silage provided the highest net N release with similar results for the two incorporation methods. Up to one third of the total N content in silage became plant-available during the 3 months. In contrast, no net N release was observed for the composted grass-clover and straw mixture. In fact, soil incorporation of compost by harrowing caused temporal immobilization of soil mineral N. Silage incorporated by ploughing gave rise to the largest N₂O effluxes with silage-induced emissions corresponding to 0.3 % of applied total N. Possibly N₂O production via denitrification was stimulated by oxygen-limited conditions near the decomposing silage. In contrast, compost incorporated by harrowing caused net N₂O uptake, presumably an effect of reduced mineral N availability in this treatment. Overall, our study revealed that ensiled grass-clover was the best fertilizer product and that the method chosen for incorporation of green manure is likely to influence N₂O emissions.