立式深旋耕作对马铃薯农田土壤温室气体排放的影响

为明确立式深旋耕作（VRT）技术对马铃薯全生育期农田温室气体（CO₂和N₂O）排放的影响,采用静态暗箱-气相色谱法,设置立式深旋松覆膜种植马铃薯（VRT-P）、旋耕覆膜种植马铃薯（TT-P）、立式深旋松露地无作物（VRT-FL）和旋耕露地无作物（TT-FL）4个处理,测定土壤含水量、温度和温室气体排放通量等,研究VRT对温室气体排放的影响及其机制。结果表明,VRT能显著提高0~30cm土层的土壤含水量,在现蕾期、始花期、盛花期和淀粉累积期,VRT-P处理较TT-P处理分别增加了9.8%、8.4%、14.6%和18.9%,VRT-FL处理较TT-FL处理分别增加了12.3%、9.1%、10.7%和26.8%;0~25cm土层土壤温度在现蕾期显著增加。农田土壤温室气体N₂O和CO₂排放通量呈现夏秋高而冬春低的季节性分布规律,在马铃薯生育期内VRT-P处理的N₂O和CO₂排放通量较TT-P处理分别提高39.9%和26.1%,在休闲季节分别提高11.2%和35.9%;VRT-FL处理的N₂O和CO₂排放通量较TT-P处理分别增加62.8%和4.4%,在休闲季节分别增加了41.5%和4.8%。种植作物对温室气体排放有显著影响,VRT-P处理的N₂O和CO₂排放通量较VRT-FL处理分别提高了78.2%和41.9%,TT-P处理的N₂O和CO₂排放通量较TT-FL处理分别提高了107.3%和24.1%,均达到显著差异。VRT提高了土壤温度和湿度,可显著提高土壤温室气体（N₂O和CO₂）排放通量。     

UV-B辐射增强对陆地生态系统温室气体排放影响的研究进展

地表太阳紫外线-B(UV-B,波长：280～320 nm)辐射增强和气候变化均是当今重要的全球性环境问题。平流层臭氧层损耗以及大气CO₂、CH₄和N₂O等温室气体排放的增加,是驱动这两大全球性问题的主要因素。UV-B辐射增强会通过一系列的生物地球化学进程影响陆地生态系统碳氮平衡,改变CO₂、CH₄、N₂O等温室气体的排放,进一步对气候变化产生作用。笔者对UV-B辐射增强对陆地生态系统CO₂排放的影响途径(凋落物和土壤)和影响机制(有机物中难降解分子转化为可溶性有机碳、有机物非生物光化学降解以及光引发产生的微生物降解)进行了总结,阐述了UV-B辐射增强对CH₄和N₂O排放的影响途径(植株组织化学结构变化和根系分泌物组分变化),及其在不同生态系统中与环境要素相互作用下的排放规律。此外,气候变化背景下,一定范围内的温度升高和降水量减少可促进UV-B辐射增强产生的有机物光降解作用,进而促进温室气体的...     

长江中下游地区不同避涝作物种植模式对农田温室气体排放的影响

通过田间原位试验,研究长江中下游地区不同避涝作物种植模式对农田温室气体排放的影响,为该地区低碳作物种植模式的选择提供依据。利用静态箱法研究水稻-小麦(WRR)、黄心乌-茭白(WZR)、黄心乌-毛豆-荸荠(WECR)、水芹-芹芽-水稻(CCRR)和莲藕(LR)种植模式下农田的N₂O、CO₂和CH₄等温室气体的排放规律。结果表明：N₂O、CO₂和CH₄的排放具有明显的季节性,CO₂排放呈现夏季＞秋季＞春季＞冬季,CH₄和N₂O排放呈现夏季＞秋季;WECR、WRR和CCRR种植模式土壤CO₂排放量差异不显著,但都显著高于WZR,LR模式;WRR、CCRR和LR种植模式土壤N₂O排放量极显著高于WZR和WECR模式;LR极显著高于CCRR种植模式土壤CH₄排放量,而WZR、WECR和WRR极显著低于LR和CCRR。不同种植模式综合温室效应大小WRR＞CCRR＞WECR＞LR＞WZR,可见黄心乌-茭白模式综合温室效应最低,是长江中下游易涝区域低碳农业的较佳生产模式。     

添加绿肥对中国农田土壤N2O和CH4排放的影响

本研究旨在探明添加绿肥对中国农田土壤温室气体(N₂O和CH₄)排放的影响,为绿肥科学施用、温室气体减排和作物增产提供理论依据。采用数据整合分析(Meta-analysis)方法,通过“中国知网”、“谷歌学术”和“Web of Science”等中英文数据库以“绿肥”、“农田”和“温室气体”等关键词进行检索,收集到国内外关于添加绿肥对农田土壤温室气体排放影响研究的有效数据137组,定量分析添加绿肥对中国农田土壤温室气体排放的影响及其主要影响因素。结果表明：与不添加绿肥相比,添加绿肥显著的促进N₂O、CH₄的排放和GWP、GHGI的提高,提升幅度分别为16.1%、45.8%和25.7%、12.9%。施用豆科和非豆科绿肥均显著增加N₂O和CH₄排放和GWP,施用非豆科绿肥对GHGI没有显著影响,豆科绿肥相比于非豆科绿肥能显著增加土壤N₂O的排放和GWP、GHGI。不同绿肥施用措施均显著增加N₂O和CH₄     

秸秆全量还田下施用过氧化钙对南方双季稻产量和稻田温室气体排放的影响

为探明秸秆全量还田条件下施用过氧化钙（CaO₂）对南方双季水稻产量和稻田温室气体排放的影响,设置不施CaO₂（CK）和早稻旋耕前一次性施用CaO₂ 2个处理,采用静态暗箱–气相色谱法监测稻田温室气体排放,以明确秸秆全量还田下施用CaO₂对双季稻产量、稻田温室气体排放、综合温室效应（GWP）和温室气体排放强度（GHGI）的影响。结果表明,与CK相比,施用CaO₂显著增加了2018和2019年晚稻产量,增幅分别为3.44%和2.65%,但对早稻产量无显著影响。施用CaO₂显著降低了早稻季CH₄累积排放量、GWP和GHGI,降幅分别为14.73%、14.74%和15.09%,但是对N₂O累积排放量无显著影响。施用CaO₂对晚稻季CH₄和N₂O排放均无显著影响。与CK相比,施用CaO₂显著增加了2018和2019年的周年产量,增幅分别为1.93%和2.58%;但对CH₄和N₂O累积排放量、GWP及GHGI均无显著影响。因此,施用CaO₂有助于协同实现双季稻增产和稻田温室气体减排。     

水氮运筹对新疆无膜滴灌棉花生长发育及土壤温室气体排放的影响

【目的】探究水氮运筹对新疆无膜滴灌棉田棉花生长发育、水氮利用效率及土壤温室气体排放的影响。【方法】设置2个灌水定额(W1:450 m³·hm^-2,W2:540 m³·hm^-2)和3个施氮量(150、225、300 kg·hm^-2纯氮),分析不同水氮条件下土壤和植株全氮含量、棉花株高与茎粗、籽棉产量、水分与氮素利用效率及土壤温室气体排放的差异。【结果】225 kg·hm^-2和300 kg·hm^-2施氮量下,不同生育时期W1的0～80 cm土层平均全氮含量高于W2处理。同一施氮量水平下,W1处理的土壤CO₂、CH₄、N₂O累积排放量,全球增温潜势(global warming potential,GWP),土壤温室气体排放强度(greenhouse gas emission intensity,GHGI)及水分利用效率均高于W2处理。W1灌溉水平下,苗期和蕾期0～80 cm...     

秸秆全量还田下晚稻季翻耕对双季稻田温室气体排放和产量的影响

翻耕有利于秸秆还田,为了探究秸秆全量还田下不同耕作措施对双季稻产量和温室气化排放的影响,在晚稻季设置浅旋耕和翻耕2个处理,采用静态暗箱–气相色谱法连续监测当季晚稻和第2年早稻季稻田温室气体排放,以阐明秸秆全量还田下晚稻季翻耕对稻田甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）排放及产量的影响。与浅旋耕处理相比,晚稻季翻耕显著降低了当季晚稻CH₄累积排放量（19.04%）、综合温室效应（19.19%）和温室气体排放强度（22.02%）,而对N₂O累积排放量无显著影响。晚稻季翻耕对第2年早稻季稻田温室气体排放无显著影响。可见,翻耕的减排效应只体现在当季。此外,浅旋耕和翻耕处理对当季晚稻和第2年早稻产量及其构成均无显著影响。短期来看,秸秆全量还田下晚稻季翻耕有利于协同实现双季稻稳产和稻田温室气体减排。     

茶园土壤N2O排放的影响因素及减排措施

茶园土壤通过微生物作用释放大量氧化亚氮(N₂O),因此需迫切了解茶园土壤N₂O产生机制及影响因素,以期为茶园土壤N₂O减排提供理论依据。从氮源、有机质、pH、水分、温度、质地等角度对茶园土壤N₂O排放的影响进行综述,提出相应的N₂O减排措施。对以上影响因素阐述发现：反硝化作用对茶园土壤N₂O排放的贡献较大;氮肥施用、土壤理化性质、气象因子等是茶园土壤N₂O排放的关键因素。施用缓释氮肥、氮肥深施、采用氮肥推荐施用量、养分有机替代技术能降低茶园土壤N₂O排放。     

云南省农田生态系统碳足迹及其特征分析

为指导云南省农田生态系统碳减排措施的合理制定，以《省级温室气体编制指南(试行)》为依据，研究了云南省2008—2020年农田生态系统碳排放当量、碳汇以及碳足迹的演化特征，提出了未来农业发展减排固碳的主要措施。基于2008—2020年云南省农田生产投入、作物种类及产量等相关数据，运用碳足迹分析方法对云南省农田生态系统的碳排放当量与碳吸收量进行系统性分析。结果表明：一方面，农田生态系统少量的CH₄、N₂O等温室气体排放不容忽视，云南省农田生态系统的直接碳排放量、氧化亚氮碳排放当量以及甲烷碳排放当量成为农田温室气体排放最为主要的3个因素。另一方面，2008—2017年云南省温室气体碳排放当量逐年增加，随后呈逐年递减的变化趋势，当量碳排放强度呈波动式变化，其中秸秆焚烧、化肥降解以及柴油燃烧为主要的直接碳排放源，N₂O、CH₄为主要的当量碳排放源；碳吸收强度呈波动式变化，作物中的玉米和甘蔗碳吸收量远大于其他农作物，是主要的固碳源，蔬菜和瓜类具有一定的增汇潜力，农作物有从粮食作物向经济作物转变的趋势；碳足迹呈先...     

生活垃圾卫生填埋甲烷排放及减排研究进展

卫生填埋是生活垃圾最主要的处理方式,生活垃圾卫生填埋场产生甲烷(CH₄)等温室气体,加快全球气候变暖进程,引起各国政府的高度重视。笔者探讨了影响生活垃圾卫生填埋场CH₄产生的因素,对CH₄减排技术进行了总结。目前,生活垃圾卫生填埋场CH₄减排技术主要包括填埋层原位减排、资源化利用和末端控制技术等。为了控制和减少CH₄排放量,中国需要增加技术和设施投入,加强生活垃圾卫生填埋场气体排放的管理,开发有效的CH₄抑制技术,建立适合中国国情的CH₄等温室气体减排技术体系。     

干旱区绿洲棉田土壤CO2通量变化特征及温湿度影响分析

为了研究不同管理模式下干旱区绿洲棉田土壤CO2通量差异以及与土壤温湿度间的关系,可以为评价绿洲棉田生态系统对大气CO2的源/汇贡献提供参考依据。采用Li-8100土壤碳通量测量系统对天山北坡中段绿洲棉田土壤CO2通量进行动态测定,分析了土壤CO2通量的日、月变化特征及温湿度的影响。结果表明：在2009年5-10月土壤CO2通量日变化和月变化过程均为单峰型。滴灌地、漫灌地、弃耕地的土壤CO2通量（晴天）日均值分别为3.45、3.37、1.63 μmol/(m2?s);峰值出现在15:00-20:00,谷值出现在4:00-6:00,6、7月土壤CO2通量高于其他月份;土壤CO2通量与温度呈不同程度的指数正相关性,气温、5 cm地温较好地解释土壤CO2通量的变异量。土壤CO2通量与土壤湿度的相关性随着深度的变化表现不一;降水、灌溉等湿润事件对土壤CO2通量具有促进作用,多元回归分析模型可以解释67.4%的棉田、79.6%弃耕地土壤CO2通量受温度和湿度的共同控制。     

保护性耕作对黄土高原旱地春小麦成熟期农田温室气体通量日变化的影响

为了预测农田生态系统中CO2、N2O、CH4的排放对全球气候变暖的响应,及其温度对温室气体排放日变化的影响,利用CO2分析仪、静态箱-气象色谱法,对黄土高原旱区农田生态系统传统耕作(T)和保护性耕作(NTS)措施下春小麦成熟期CO2、N2O、CH4气体通量日变化进行原位观测。结果表明：2种耕作措施下农田土壤均表现为大气CO2、N2O的源和CH4的汇。CO2、N2O、CH4都有明显的日变化特征,传统耕作措施下CO2排放通量明显高于保护性耕作。CO2日排放通量最高峰出现在12:00,最低峰出现在2:00。N2O日排放最高峰出现在16:00,最低峰出现在0:00。保护性耕作措施能增加农田土壤N2O通量的排放。2种耕作措施下CH4吸收通量的最高峰均出现在14:00,保护性耕作措施下CH4吸收通量的最低峰出现在22:00,传统耕作措施则出现在2:00。采取保护性耕作措施能促进农田土壤对CH4通量的吸收。地表温度,5 cm地温与CO2排放通量都有极显著的正相关关系,且都与CO2通呈指数函数关系。N2O与各个耕层的土壤温度都有极显著的正相关关系,且与N2O排放通量呈线性函数关系。2种耕作措施下,CO2通量与地表温度的相关系数最高,N2O与10 cm地温的相关系数最高。CH4与地表温度具有极显著的负相关关系。     

秸秆还田对中国农田土壤温室气体排放的影响

为了更好地了解和掌握秸秆还田对中国农田土壤温室气体排放的影响,笔者根据历年国内相关文献,就秸秆还田对中国农田土壤CO2、N2O和CH4等主要温室气体排放的影响进行较全面的综述。研究表明：秸秆还田能增加农田土壤CO2和CH4的排放通量,对N2O排放通量的影响表现为不确定性,分析了秸秆还田对农田土壤温室气体排放的影响因素,探讨了该领域存在的问题及未来的研究方向。秸秆还田对中国农田土壤温室气体排放有一定影响,对各温室气体影响程度和影响机理不同。     

水、热对土壤CO2排放影响的研究

为了研究旱地土壤CO2产生与排放的特征以及水热等因素对其的影响,在甘肃省马铃薯大田内,采用静态箱-气相色谱法检测CO2排放通量,同时观测了土壤5,10,15,20,25 cm深度处的CO2浓度,研究不同灌水、覆膜方式下水、热因素对CO2排放的影响。结果表明：灌水后,CO2产生和排放量显著增加;在24 h内,CO2通量以及土壤中CO2浓度日变化因受到气温的影响而呈现出明显的昼高夜低趋势;灌水周期内,水分为影响CO2产生和排放的主要因素,CO2通量和土壤不同深度处浓度随着土壤水分的降低总体呈下降趋势。     

膜下滴灌条件下不同灌水量对玉米产量及土壤水分的影响

为建立赤峰地区膜下滴灌玉米灌溉制度,指导农业生产,通过连续两年的田间试验,研究不同灌水定额对玉米产量的影响,分析了不同灌水定额的土壤水分动态变化规律,进而讨论了在不同灌水定额条件下玉米的产量、总耗水量、以及水分利用效率的差异。结果表明：膜下滴灌条件下玉米土壤水分运移变化多在60cm土层以上,尤其以0~20cm土层变化最为明显。膜下滴灌玉米产量和全生育期耗水量与灌水定额大小成正比,随灌水量的增加而增加,水分利用效率与之相反。综合连续两年的产量、耗水量及水分利用效率对比分析,认为赤峰地区膜下滴灌玉米的灌水量为150~180mm是较为适宜的,为指导赤峰地区玉米膜下滴灌合理灌溉及增产节水提供理论依据。     

微咸水膜下滴灌土壤水盐运移研究进展

覆膜灌溉、滴灌和利用微咸水灌溉是极具生命力的3种节水灌溉方式。将三者结合的微咸水膜下滴灌是一项复杂的系统工程,对土壤和作物存在潜在的威胁。因此,近30年来国内外学者对膜下滴灌土壤水盐动态、微咸水灌溉影响效应,以及膜下滴灌土壤水盐运移模型进行了细致研究,并取得大量成果。但是,作物-水盐之间相互作用机理的探寻、田间尺度的盐分迁移转化参数问题,以及如何结合当地土壤水土资源状况,建立安全高效的膜下微咸水滴灌的土壤水盐调控技术体系和灌溉模式,并在区域上推广应用等问题亟待解决。     

覆盖措施对春小麦田土壤含水量及耗水规律的影响

高效节水措施的使用有利于提高作物水分利用效率,缓解我国荒漠绿洲区灌溉农业生产中水资源不足的问题。基于此设定了大田定点观测试验研究不同覆盖措施对荒漠绿洲区春小麦耗水规律的影响,试验分别设置石子覆盖(S)、地膜覆盖(B)、秸秆覆盖(M)和对照(CK)4个处理。试验结果表明：覆盖措施使土面蒸发量降低了25.6%~37.9%,有效的提高了土壤含水量。春小麦耗水量分别为B处理减少了13%,M处理减少了14%,S减少了8%,但B处理下的春小麦水分利用效率(WUE)和灌溉水分利用效率(WUEi)最高。可见,地膜覆盖是是适合该地区最佳的节水种植方式。     

长期施肥下红壤旱地CO2、N2O排放特征

摘 要：基于中国农业科学院红壤实验站长期定位试验,采用静态箱/气相色谱法,研究红壤旱地小麦生长季节不同施肥处理(CK、NP、NPK、NPKM、1.5NPKM)下土壤CO2、N2O排放差异。结果表明,长期不同施肥处理形成不同的土壤肥力以及作物生长的差异是影响土壤呼吸CO2、N2O排放的重要因素,红壤旱地小麦季土壤呼吸CO2、N2O排放具有明显的季节变化特征;在小麦生长季,不同施肥处理之间土壤呼吸CO2、N2O排放通量差异显著,土壤呼吸CO2年累积排放量在8284.02 kg?ha-1～15863.48 kg?ha-1之间,N2O年累积排放量在0.37 kg?ha-1～2.04 kg?ha-1之间。各处理土壤呼吸CO2排放通量的大小变化：1.5NPKM>NPKM>NPK>CK>NP;土壤呼吸N2O平均排放通量大小顺序为1.5NPKM>NPKM>NPK>NP>CK;有机肥的施用显著增加了土壤呼吸CO2和N2O的排放(P<0.05)。土壤呼吸CO2与N2O排放分别与土壤温度和土壤水分显著相关性。     

内蒙古典型草原土壤N2、N2O、NO和CO2排放的研究

为了进一步了解内蒙古典型草原生长季内主要温室气体氧化亚氮（N2O）、一氧化氮（NO）和二氧化碳（CO2）及反硝化终产物N2的排放,本研究采用氦环境培养--气体同步直接测定法,在不同土壤温度（5°C和20°C）和不同土壤含氧量（10%和20%）条件下,关注不同放牧处理土壤N2、N2O、NO和CO2排放。结果显示,不同放牧处理土壤N2、N2O、NO和CO2排放速率分别为0.3~2.0 [μgN/(h?kg)]、0.02~0.4 [μgN/(h?kg)]、0.08~0.7 [μgN/(h?kg)]和0.01~1.9 [mg C/(h?kg)],N2排放为N2O的8~17倍。由于较大的空间变异性,并未观测到不同放牧处理对土壤N2、N2O、NO和CO2排放的影响。土壤温度升高和湿度增加能促进N2、N2O、NO和CO2的排放,而土壤O2含量对其排放的影响不显著。     

氧化-生物双降解地膜降解性能及其对棉花生长的影响

针对棉花生产中使用普通农用塑料地膜导致棉田土壤污染的现状,进行了不同配方氧化-生物双降解地膜和普通地膜棉花栽培对比试验,探讨可降解地膜的降解性能及其对土壤水分、温度和棉花生长的影响。结果表明:氧化-生物双降解地膜比对照降解效果显著,降解1号降解率达74.5%,不同降解地膜的降解速率及强度不同,具有一定可控性。降解后残存地膜碎片化、变薄、变脆并紧贴地表,继续起到一定的增温、保墒作用。合理设定降解诱导期的降解地膜对土壤水分、温度和棉花生长的影响与普通地膜相当,未对棉花生长发育及产量水平产生显著影响。