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不同形态氮添加对毛竹林土壤N2O排放的影响 总被引:1,自引:1,他引:1
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水稻根系形态与氮素吸收累积的相关性分析 总被引:9,自引:1,他引:9
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不同灌溉模式和施氮处理下稻田 CH4 和 N2O 排放 总被引:4,自引:0,他引:4
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为促进氮肥高效利用,实现氮素污染减排,选用膨润土和生物炭作为包膜材料,结合硝化抑制剂制备包膜尿素。设置包膜尿素淋溶模拟试验收集淋溶液,结合静态箱法收集N2O,通过分析NH4+-N,NO3--N淋失量和N2O排放通量对包膜尿素氮素污染减排潜力进行了评估。结果表明:(1)膨润混合土生物炭包膜尿素(F4)NH4+-N淋溶损失率最低,较纯化肥尿素(F1)NH4+-N淋溶损失率降低19.76%。(2)硝化抑制剂型膨润土生物炭包膜尿素(F5)NO3--N淋失率最低,较F1降低16.74%。(3)F5同时具有最优的N2O减排效果,N2O排放量较F1降低77.8%。F5氮素减排效果最优,其减排机制在于一方面硝化抑制剂可以从化学过程控制硝化和反硝化进程,延缓尿素酰胺态氮的水解和铵态氮的硝化,在降低NO3--N淋失的同时可以实现N2O减排。另一方面F5的包膜材料膨润土和生物炭可以通过吸附作用将更多的NH4+-N富集在土壤表层,从而显著降低NH4+-N淋失。综上所述,硝化抑制剂型膨润土生物炭包膜尿素氮素污染减排潜力最优,可使NH4+-N,NO3--N和N2O分别减排15.24%,16.74%和77.8%。 相似文献
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干湿交替灌溉具有节水稳产等优势,但也存在促进NH3挥发和增加N2O排放的风险。而生物炭具有改善土壤、蓄水保肥、降低温室气体排放等诸多正效应。为探究干湿交替灌溉条件下稻田活性氮气体排放(主要为NH3和N2O)对添加生物炭的响应机制,设置不同灌溉模式(淹灌和干湿交替灌溉)和生物炭用量(0和20 t/hm2)2个因素4个处理,通过2020和2021年大田原位试验,对稻田土壤环境、NH3挥发、N2O排放、植物氮素吸收和产量等进行了研究。结果表明,2 a间,干湿交替灌溉对水稻产量均未产生显著影响(P>0.05),但却显著增加了NH3挥发(仅2020年)和N2O排放(P<0.05),增幅分别达到8.9%和105.0%~115.0%;而添加生物炭显著降低了NH3挥发(8.7%~20.5%)和N2O排放(21.6%~24.2%)(P<0.05),减少9.0%~20.6... 相似文献
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设施菜田土壤pH和初始C/NO3– 对反硝化产物比的影响 总被引:1,自引:0,他引:1
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秸秆还田种类对稻田N2O排放及硝化反硝化微生物的影响 总被引:1,自引:0,他引:1
以太湖流域典型单季稻田的原状土柱为研究对象,通过设置温室土柱试验,同步监测3种秸秆(水稻秸秆RS、小麦秸秆WS、玉米秸秆MS)施用下水稻各生长期N2O排放、水稻产量和土壤理化因子,同时定量化分析多个N2O排放相关菌群及功能基因的丰度,以阐明N2O排放对不同种类秸秆施用引发的微生物响应机制,筛选控制单季稻田N2O减排增效最佳的秸秆种类。结果表明:与对照相比,RS、WS和MS处理下水稻生长期N2O排放量分别增加162.32%、107.11%和9.48%,其中RS处理显著高于MS处理。水稻生育期内,土壤氨氧化菌(AOA、AOB)和反硝化菌群落(nir S、nos Z)丰度均呈现先上升后下降的变化趋势。与对照相比,拔节期RS处理显著增加AOA、AOB、nirS和nosZ拷贝数,MS和WS处理对上述功能基因丰度均无显著影响。各生育期土壤NH4+-N含量整体高于NO3–-N含量,二者均在水稻分蘖期达到峰... 相似文献
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为明确减量灌溉和施肥对设施菜地N2O排放的影响,提出有效的N2O减排措施,本研究采用静态箱法,对北京郊区设施芹菜在灌溉和有机肥(沼渣)减量处理下的N2O排放进行全生长季监测,分析灌溉和有机肥减量对土壤充水孔隙度(WFPS)、NO3--N和NH4+-N含量及土壤N2O排放的影响。试验为2个灌溉量和3个有机肥施用量的裂区双因素设计,具体为:常规灌溉量(H处理)下的常规施肥(HN)、减量1/3施肥(HN3)和不施肥 (HN0),以及减量20%灌溉(L处理)下的常规施肥(LN)、减量1/3施肥(LN3)和不施肥 (LN0)共6个处理。结果表明,L处理在保证芹菜产量的前提下,对土壤充水孔隙度及无机氮含量无显著影响,但N2O排放总量较H处理减少32.23%,达极显著水平(P<0.01)。与常规施肥处理相比,减量1/3施肥和不施肥处理的土壤NO3--N含量分别降低43.96%和76.42%,均达极显著水平(P<0.01),不同施肥量处理间土壤NH4+-N含量无显著差异;芹菜产量随施氮量增加而增加,但减量1/3施肥和常规施肥处理对芹菜产量影响无显著差异,芹菜全生长季的土壤累积N2O排放总量显著减少62.04%(P<0.01)。本试验条件下,减量20%灌溉(L处理)和减量1/3施肥(N3处理)均能保证芹菜产量,显著降低芹菜地N2O排放通量,减少生产成本投入。 相似文献
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为探明光照对水稻根、叶界面氮氧化物排放的调控机制,用密闭箱法,探讨了光照对开花结实期水稻叶际及根际氮氧化物排放的影响。结果表明,相同氮源(NH4NO3-N,N质量浓度90 mg/L),日间光照为6 000、8 000 lx条件下,同期水稻叶际N2O和NO排放速率分别为27.08、29.15μg/(盆·h)和2.25、0.94μg/(盆·h),分别占N2O和NO总排放的57.38%、54.19%和76.79%、51.93%;光强(1 600 lx)一致条件下,同期用发光二极管控制的黄、绿、白、红、蓝光处理水稻叶际N2O排放速率分别为2.16、13.40、1.07、3.82和7.08μg/(盆·h),红、蓝光在抑制水稻叶际N2O及根际NO排放的同时,有效提高了水稻根际N2O排放速率;相同条件下,红、白光能促进叶际NO排放,蓝光明显抑制了水稻根、叶界面NO排放,但水稻根、叶界面均无明显的NO2净排放作用(P0.05);0~8 000 lx范围内,水稻根、叶界面N2O及根际NO排放随光强增加而增加,但高光强(8 000 lx)处理有降低叶际NO排放作用(P0.05)。从试验结果看,水稻根、叶界面排放的90%以上的氮氧化物是N2O,且叶际N2O排放受根际N2O控制。研究表明适度增加红、蓝光比例并依据供氮水平同步调节光强,可有效抑制水稻根、叶界面氮氧化物排放。研究结果为水稻开花结实期根、叶界面气态氮氧化物减排的光控技术提供了重要依据和参考。 相似文献
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戴云山自然保护区森林土壤氮转化特点研究 总被引:3,自引:1,他引:2
利用~(15)N稳定同位素成对标记法并结合MCMC数值模型,研究了戴云山国家级自然保护区天然毛竹林(BF)及其邻近黄山松–杉木林(NF)土壤氮素初级转化速率,以评估该地区森林生态系统土壤氮状态,并分析其保氮机制。结果表明:BF土壤NH_4~+-N的总产生速率(以N量计,13.16μg/(g×d))是NF土壤的2倍(6.25μg/(g×d)),其中黏土矿物对NH_4~+-N的解吸作用是BF产生NH_4~+-N的主要过程(55%),而NF主要以有机氮的矿化作用为主(56%)。BF土壤氮素初级矿化速率为5.56μg/(g×d),显著高于NF的3.40μg/(g×d)。土壤氮素初级矿化速率与土壤全氮含量显著正相关(P0.05),而与C/N比表现显著负相关(P0.05)。BF与NF土壤NH_4~+-N总产生量的90%均被土壤微生物的同化作用以及黏土矿物的吸附作用所消耗。两种土壤的硝化作用微弱,BF土壤总硝化速率(以N量计,0.23μg/(g×d))与NF土壤(0.26μg/(g×d))相差不大。两种林地土壤硝化作用均以有机氮的异养硝化为主,自养硝化过程可忽略不计。BF与NF土壤中NO_3~–-N消耗速率均超过了产生速率,表明BF与NF土壤均能有效降低NO_3~–-N的潜在淋失风险,其中BF土壤中NO_3~–-N的消耗以微生物的同化作用为主(58%),而NF土壤以NO_3~–-N异化还原为NH_4~+-N过程为主(68%)。戴云山国家级自然保护区两种亚热带森林土壤的氮转化过程均以NH_4~+-N转化为主,产生的绝大多数NH_4~+-N会迅速通过微生物对NH_4~+-N的同化作用以及黏土矿物对NH_4~+-N的吸附作用固持到有机氮库中;自养硝化过程微弱,使得无机氮主要以NH_4~+-N的形式保存于土壤中,同时酸性土壤环境有效削弱了NH_4~+-N的挥发损失。此外,相对较高的NO_3~–-N微生物同化速率以及异化还原为NH_4~+-N速率,进一步有效降低了NO_3~–-N的淋溶损失以及反硝化作用的气态损失风险,使该地区森林土壤能够在多雨的条件下有效保持氮素,满足植物的生长需求。 相似文献
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采用密闭箱法结合42 C型 NO-NO2-NOX 分析仪的快速线检测系统,在气候箱严密控光(L1)和室内自然光暗处理(L2)条件下,研究了分蘖期水稻地上部和空气间的NOX(NO, NO2 )交换作用,结果表明: 1)试验用水稻品种具有较强的NO挥发能力,在L1、L2条件下水稻NO平均挥发速率 [按鲜质量(g, FW)计算] 分别达到0.0188、0.0239 g/(g·h),并在环境空气NO浓度达100 g/m3条件下水稻也能净排放NO;2)水稻能吸收空气NO2,L1、L2条件下水稻NO2平均净吸收速率为0.00084、0.00165 g/(g·h);3)施氮能增强水稻NO挥发,在气候箱严密控光(L1)条件下,短期内(1~2 d)施氮在日间 6:00~10:00 弱光时段和 10:00~14:00强光时段有刺激水稻NOX (NO, NO2 )挥发的效应, 但在14:00~18:00 时段,持续强光能削弱施氮对水稻NO挥发的刺激作用而增强水稻对NO2吸收。4)室内自然弱光条件下(L2),施氮能提高日间水稻的NO净挥发速率,水稻NO2净吸收速率随着有光时间的延长而上升。夜间暗处理条件下,施氮对促进水稻NO的挥发无明显作用,水稻NO2吸收速率下降。试验结果显示,水稻地上部从空气中净吸收NO2的平均速率远低于NO净挥发速率,分蘖期水稻地上部分与空气间的NOX (NO, NO2 )交换作用主要表现为NO的净挥发,相当于净损失纯N 10.95~12.5 g/(hm2 ·d)。 相似文献
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不同水稻、小麦品种对N2O排放的影响 总被引:3,自引:0,他引:3
Plant species of cropping systems may affect nitrous oxide (N2O) emissions. A field experiment was conducted to investigate dynamics of N2O emissions from rice-wheat fields from December 2006 to June 2007 and the relationship between soil and plant parameters with N2O emissions. The results indicated that N2O emissions from different wheat varieties ranged from 12 to 291 μg N2O-N m-2 h-1 and seasonal N2O emissions ranged from 312 to 385 mg N2O-N m-2. In the rice season, it was from 11 to 154 μg N2O-N m-2 h-1 with seasonal N2O emission of 190--216 mg N2O-N m-2. The seasonal integrated flux of N2O differed significantly among wheat and rice varieties. The wheat variety HUW 234 and rice variety Joymoti showed higher seasonal N2O emissions. In the wheat season, N2O emissions correlated with soil organic carbon (SOC), soil NO3--N, soil temperature, shoot dry weight, and root dry weight. Among the variables assessed, soil temperature followed by SOC and soil NO3--N were considered as the important variables influencing N2O emission. N2O emission in the rice season was significantly correlated with SOC, soil NO3--N, soil temperature, leaf area, shoot dry weight, and root dry weight. The main driving forces influencing N2O emission in the rice season were soil NO3--N, leaf area, and SOC. 相似文献
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水稻根际氮素状况及其利用 总被引:2,自引:0,他引:2
A greenhouse pot experiment was conducted with hybrid rice(Oryza Sativa L.) in order to study N Status and utilization in the rhizosphere of rice,The experiment was composed of three treatments:without N,15NH4-N and 15NO3-N .Plant roots were separated from the soil by a nylon cloth,and 1 mm increments of soil,moving laterally away from the roots,were taken and analyzed for various N froms.The labelled N in the plants ranged from 67\51%to 69.24% of the total amount of N absorbed by the rice seedlings with the labelled fertilizer N treatments.This shows that the N in the Plants came mainly from the fertilizers.However,the N absorbed by the rice seedlings accounted for less than 35% of the total amount of the N depletion in the soil near the rice roots,indicating an important N loss in the rhizosphere of rice.The soil redox potential(all treatments)and the concentration of the labelled NO3-N(the labelled NH4-N treatment only) decreased as the distance from the rice roots increased in the rhizosphere of rice.In contrast,the concentration of the labelled NH4-N increased as the distance uincreased in the same soil zone.These results suggested that nifrification occurred in the soil around the rice roots.Therefore,the reason for the N loss in the rhizosphere of rice might be the NO3 movement into the reductive non-rhizosphere soil(submerged) where denitrification can take place. 相似文献
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追氮方式对夏玉米土壤N2O和NH3排放的影响 总被引:7,自引:2,他引:5
【目的】研究氮肥与硝化抑制剂撒施及条施覆土三种追施氮肥方式下土壤N2O和NH3排放规律、 O2浓度及土壤NH4+-N、 NO2--N和NO3--N的时空动态,揭示追氮方式对两种重要环境气体排放的影响及机制。【方法】试验设置3个处理: 1)农民习惯追氮方式撒施(BC); 2)撒施添加10%的硝化抑制剂(BC+DCD); 3) 条施后覆土(Band)。 3个处理均在施肥后均匀灌水20 mm。在夏玉米十叶期追施氮肥后的15天(2014年7月23日至8月8日)进行田间原位连续动态观测,并在玉米成熟期测定产量及吸氮量。采用静态箱-气相色谱法测定土壤N2O排放量,土壤气体平衡管-气相色谱法测定土壤N2O浓度,PVC管-通气法测定土壤NH3挥发,土壤气体平衡管-泵吸式O2浓度测定仪测定土壤O2浓度。【结果】农民习惯追氮方式N2O排放量为N 395 g/hm2,NH3挥发损失为N 22.9 kg/hm2,同时还导致土壤在一定程度上积累了NO2--N。与习惯追氮方式相比,添加硝化抑制剂显著减少N2O排放89.4%,使NH3挥发略有增加,未造成土壤NO2--N的累积。条施覆土使土壤N2O排放量显著增加将近1倍,但使NH3挥发显著减少69.4%,同时造成施肥后土壤局部高NO2--N累积。条施覆土的施肥条带上土壤NO2--N含量与N2O排放通量呈显著正相关。土壤气体的O2和N2O浓度受土壤含水量控制,当土壤WFPS大于60%时,020 cm土层中的O2浓度明显降低,而N2O浓度增加,土壤N2O浓度和土壤O2浓度间呈极显著负相关。各处理地上部产量及总吸氮量差异不显著。【结论】土壤NO2--N的累积与铵态氮肥施肥方式密切相关,NO2--N的累积能够促进土壤N2O的排放,且在条施覆土时达到显著水平(P0.05)。追氮方式对N2O和NH3两种气体的排放存在某种程度的此消彼长,添加硝化抑制剂在减少N2O排放的同时会增加NH3挥发,条施覆土在显著减少NH3挥发的同时会显著增加土壤N2O排放。在条施覆土基础上添加硝化抑制剂,有可能同时降低N2O排放和NH3挥发损失,此推论值得进一步研究。 相似文献
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中亚热带地区春季降雨频繁,茶园施肥量大,该季节茶园土壤氧化亚氮(N2O)排放量较高,研究春季茶园土壤N2O排放及其影响因子有一定意义。以中亚热带丘陵区土壤为对象,采用静态箱-气相色谱法,研究了两种植茶年限茶园和林地土壤春季N2O排放特征及其影响因子。结果表明:茶园N2O排放量明显高于林地,50年茶园N2O排放量明显高于20年茶园,林地N2O的排放量最少;50年茶园、20年茶园和林地土壤春季N2O累积排放量分别为2.07、1.39、0.22 kg·hm-2。两种植茶年限茶园土壤N2O排放通量均与土壤NO-3-N含量呈显著正相关(P<0.05),林地土壤N2O排放通量则与土壤NH+4-N含量呈极显著正相关关系(P<0.01);茶园和林地土壤N2O排放通量均与5 d累积降雨量之间存在显著的相关性。多元逐步回归分析显示,茶园土壤N2O排放通量受土壤温度和NO-3-N含量影响,共同解释其48%~49%的变化;林地土壤N2O排放通量受土壤温度和NH+4-N含量影响,共同解释其55%的变化。这项研究显示施肥对春季茶园N2O排放的促进作用与降雨有关。 相似文献
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适宜节水灌溉模式抑制寒地稻田N_2O排放增加水稻产量 总被引:1,自引:1,他引:1
2014年在大田试验条件下,设置控制灌溉、间歇灌溉、浅湿灌溉及淹灌4种水分管理模式,采用静态暗箱-气相色谱法田间观测寒地水稻生长季N2O排放特征,研究不同灌溉模式对寒地稻田N2O排放的影响及N2O排放对土壤环境要素的响应,同时测定水稻产量,以期为寒地稻田N2O排放特征研究提供对策。结果表明:不同灌溉模式下N2O排放的高峰均出现在水分交替频繁阶段,水稻生育阶段前期,各处理N2O排放都处于较低水平,泡田期几乎无N2O排放。与淹灌相比,间歇灌溉使N2O排放总量增加47.3%,控制灌溉和浅湿灌溉使N2O排放总量减少40.7%和39.6%。寒地稻田N2O排放通量与土壤硝态氮含量关系密切,与土壤10 cm温度显著相关(P0.05)。水稻生长期间各处理N2O排放顺序间歇灌溉淹灌,二者均显著高于浅湿灌溉和控制灌溉(P0.05)。各处理水稻产量以浅湿灌溉最低、其他方式差异不显著。可见,间歇灌溉有助于提高水稻产量,但会促进稻田N2O的排放。在综合考虑水稻产量及稻田温室效应的需求下,控制灌溉为最佳灌溉方式,应予以高度重视。该研究可为黑龙江寒地稻作区选择节水减排模式提供科学支撑。 相似文献
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在室内条件下研究了外加可溶性碳、氮对不同热量带经长期施肥的3种农田土壤:黑土、潮褐土和红壤N2O排放的影响。结果表明,在单施氮肥和可溶性碳配施氮条件下,不同热量带土壤N2O排放量从高到低分别为潮褐土(0.868、3.07μg·g^-1),红壤(0.511、0.731μg·g^-1),黑土(0.221、0.294μg·g^-1),且添加可溶性碳显著促进了土壤N2O排放量。在黑土、潮褐土和红壤长期不同施肥土壤中,单施氮肥和可溶性碳配施氮后N2O排放量均表现为化肥+有机肥土壤〉化肥土壤〉无肥土壤,且与无肥土壤相比,红壤的化肥土壤N2O排放量增加254%,潮褐土化肥土壤增加49.5%,黑土化肥土壤增加1.74%,说明在有效积温越高的土壤上长期施肥对土壤N2O损失的贡献越大。研究结果还表明,外加可溶性碳、氮后,潮褐土铵态氮含量的减少幅度和硝态氮含量的增加幅度均显著高于黑土和红壤,说明潮褐土中氮素损失潜能大。 相似文献