紫花苜蓿绿肥还田与化肥减施对贵州黄壤温室气体排放和玉米产量的影响

通过田间试验研究紫花苜蓿绿肥还田与化肥减施对贵州黄壤旱地玉米产量、温室气体排放通量及全球增温潜势(GWP)和温室气体排放强度(GHGI)的影响。设置传统施肥(CF100)、绿肥配施70%化肥(AL+CF70)、绿肥配施50%化肥(AL+CF50)及单施绿肥(AL+CF0)4个处理。结果表明，绿肥处理可显著增加CO₂平均排放速率，AL+CF50显著增加了CH₄平均排放通量速率，而AL+CF0显著降低了N₂O平均排放速率。绿肥处理均增加CO₂、CH₄累积排放量，其中AL+CF70与AL+CF0处理显著高于CF100(P<0.05);所有处理CH₄累积通量差异不显著，但绿肥处理使CH₄累积通量由汇变为源；绿肥处理可降低N₂O排放通量，但与CF100差异不显著(P>0.05)。绿肥配施化肥可实现玉米增产稳产，但差异不显著(P>0.05),其中AL+CF70较CF100产量增加3.05%,而单施绿肥可显著...     

绿肥还田对贵州黄壤玉米产量及温室气体排放的影响

通过研究贵州省冬闲田种植光叶紫花苕、箭舌豌豆、黑麦草和油菜4种绿肥还田对后茬玉米产量和土壤温室气体排放的影响,筛选可以减少或一定程度上遏制农业温室气体排放的绿肥。结果表明：（1）箭舌豌豆处理CO₂平均排放通量最高,为79.67 mg/（m²·h）,油菜处理最低,为66.53 mg/（m²·h）,但各处理间无显著差异;与冬闲相比,除油菜处理外,其他绿肥处理均促进CO₂排放。（2）所有绿肥处理均促进CH₄排放,冬闲CH₄累积通量为负值,表明绿肥还田导致土壤由CH₄汇变为弱排放源。（3）与冬闲相比,除箭舌豌豆处理外,其他绿肥处理对N₂O累积排放量均有抑制作用。（4）CO₂对全球变暖贡献占主导,N₂O次之,CH₄所占比例最小。（5）绿肥还田均可提高玉米产量,且光叶紫花苕绿肥处理产量显著高于冬闲,单位产量温室气体排放强度也较小。因此,综合考虑环境效益和生产效...     

水氮调控对葡萄园土壤温室气体排放及其增温潜势的影响

【目的】探究不同水氮调控下鲜食葡萄园土壤N₂O、CO₂和CH₄ 3种温室气体的排放特征及其增温潜势,以期了解水氮调控对温室气体排放的贡献,旨在筛选出更为合理的水氮调控管理模式,从而为减缓葡萄园温室气体排放,促进葡萄产业可持续生产提供科学依据和技术参考。【方法】于2017年4—12月,选择在河北省葡萄主产区—昌黎,以鲜食葡萄‘红地球’为供试葡萄品种,通过田间小区设置传统水氮、移动水肥、优化水氮和优化水氮+DMPP（3,4-二甲基吡唑磷酸盐,一种新型的硝化抑制剂） 4个处理,采用密闭静态箱-气相色谱法对鲜食葡萄园土壤3种温室气体（N₂O、CO₂和CH₄）排放量进行监测,比较其综合增温潜势差异,并测定葡萄产量。【结果】N₂O排放通量施肥后呈现单峰趋势,在施肥灌水后的1—2 d出现峰值。氮肥能显著提高土壤N₂O排放通量,与传统水氮相比,减氮控水处理能降低73.03%—88.19%的N₂O平均排放通量,达到显著性差异（P<0.05）。等氮条件下配施DMPP能平均降低50.08%的N₂O排放通量;各处理CO₂排放通量变化趋势一致,在施肥后2—3 d达到排放高峰,在生长期内表现为季节变化规律。减氮控水处理能减少60.56%—62.13%的CO₂排放,达到减排效果;CH₄排放通量则无明显变化趋势,施肥后CH₄排放通量时正时负,其中传统水氮CH₄排放通量波动性较大,范围在-0.132—0.238 μg·m ^-2·h ^-1,减氮控水处理之间变化趋势平缓,无显著性差异（P>0.05）。在整个试验期间,各处理土壤N₂O排放总量从高到低依次是传统水氮、优化水氮、移动水肥和优化水氮+DMPP,分别为3.90、2.83、2.76和2.65 kg·hm ^-2,排放系数介于0.58%—0.67%。与传统水氮处理相比,减氮控水处理（移动水肥、优化水氮和优化水氮+DMPP）可使N₂O总排放累积量降低27.56%—32.09%;各处理土壤CO₂和CH₄的累积排放量,分别为传统水氮（3 816.05 kg·hm ^-2、0.060 g·hm ^-2）,移动水肥（3 387.33 kg·hm ^-2、-0.075 g·hm ^-2）,优化水氮（3 410.95 kg·hm ^-2、-0.036 g·hm ^-2）和优化水氮+DMPP（3 412.06 kg·hm ^-2、-0.030 g·hm ^-2）。减氮控水处理可分别使CO₂排放累积量降低10.59%—11.23%,CH₄总排放累积量降低150.23%—224.38%。结合葡萄产量,减氮控水处理葡萄产量较传统水氮处理增加8.81%—19.35%,其中以优化+DMPP处理增幅最大,且比优化水氮和移动水肥处理也高出9.69%和2.25%。 【结论】与传统水氮相比,优化水氮+DMPP处理土壤N₂O、CO₂和CH₄累积排放量分别降低了32.09%、10.59%和150.23%,总GWP 降低了12.82%,实现了葡萄园温室气体减排,同时可使葡萄产量增加19.35%,达到了经济与环境双赢,综合评价为本研究中最佳水氮调控措施。     

岩溶湿地和稻田的土壤酶活性与CO2和CH4排放特征

【目的】探究土地利用变化对湿地土壤酶活性和温室气体排放之间关系的影响。【方法】以会仙岩溶湿地为研究样点,以湖泊湿地和其相邻的稻田为研究对象,采用比色法和静态暗箱法分别测定水稻整个生育期内主要土壤酶的活性及CO₂和CH₄的排放,并对二者之间的关系进行分析。【结果】稻田土壤的β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、蔗糖酶、几丁质酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均高于湖泊湿地,高出幅度为11.8%—32.7%。稻田CO₂和CH₄排放通量分别为255.9—789.7和-0.41—1.74 mg·m^-2·h^-1,平均值分别为445.8和0.42 mg·m^-2·h^-1,低于天然湖泊湿地。与湖泊湿地相比,稻田CO₂和CH₄排放总量分别降低了22.3%和83.3%,而增温潜势（GHGs,含N₂O）降低了29.6%。相关性结果显示,CO₂排放通量与β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、蔗糖酶和几丁质酶活性呈显著负相关关系,CH₄排放通量与6种土壤酶活性显著负相关（P<0.05）。【结论】在会仙岩溶湿地系统中,天然的湖泊湿地转变为稻田可显著提高土壤酶活性,同时降低CO₂和CH₄的排放量,有利于微生物碳利用率的提高和土壤碳的封存。     

短期增温对内蒙古大青山油松人工林土壤温室气体通量的影响

[目的]揭示内蒙古大青山土壤温室气体通量的变化趋势和影响,为温室气体在森林生态系统的排放机制和影响因素提供理论基础。[方法]利用OTC(开顶式增温箱)模拟大气温度升高,采用静态箱-气相色谱法野外原位观测土壤温室气体(CO₂、CH₄、N₂O)通量的日动态、季节动态及年际动态的变化规律。[结果]模拟增温的条件下,5、10、20、40 cm土层土壤年均增温分别为1.13、2.16、1.21、0.70℃,大气年均增温0.61℃;增温处理下,5、10、20 cm土层土壤年均湿度分别降低4.64%、3.50%和8.43%,40 cm土层土壤湿度平均增加1.87%,大气湿度平均降低5.93%。增温降低了土壤有机碳、碱解氮、全氮、硝态氮含量、碳氮比,促进了铵态氮的转化。增温处理抑制了CO₂通量排放,生长季CO₂通量降低了25%。土壤CH₄通量在生长季表现为大气CH₄的汇,增温状态下的CH₄通量平均吸收值略高于CK,一定程度上促进...     

不同播栽方式对稻田CH4、N2O排放及产量的影响

水稻田是甲烷(CH₄)、氧化亚氮(N₂O)等温室气体的主要排放源,在不同水稻播栽方式下,温室气体排放量有差异。设置直播(DS)、人工插秧(AT)、抛秧(SP)和机械插秧(MT)等4种播栽方式,利用静态箱-气相色谱法对双季稻生育期内CH₄、N₂O排放通量进行监测,分析温室气体在全生育期的排放规律,并用全球增温潜势(GWP)与温室气体排放强度(GHGI)2个指标来综合评价不同水稻播栽方式的减排效益。结果表明,早稻CH₄排放主要集中在分蘖期至拔节孕穗期,晚稻CH₄的排放峰提前到返青期且峰值明显增大,晚稻CH₄排放对总GWP的贡献达69.5%～82.3%;全生育期N₂O的增温潜势仅占总GWP的3.5%～8.2%。在早稻DS处理下,CH₄的累计排放量最低(26.05 kg/hm²),其次为SP处理(36.20 kg/hm²);在晚稻SP处理下,CH_...     

施肥方式和种植年限对春季冻融期稻田土壤温室气体排放的影响

为明确施肥类型和种植年限对冻融期稻田土壤温室气体排放的影响,采用静态暗箱-气相色谱法测定了春季解冻期延边地区不同种植年限和施肥条件下稻田土壤CO₂、CH₄和N₂O的释放通量。结果表明:春季解冻期不同种植年限和施肥类型稻田土壤的CO₂释放量均表现出随解冻进程而逐渐增强特征。单施有机肥稻田CO₂的排放量分别比单施化肥和化肥与有机肥配施提高17.87%和35.39%,排放潜力大。在单施化肥情况下,种植60年的稻田比80年和120年稻田具有更强的CO₂排放潜力。春季解冻期间CO₂排放通量与土壤温度呈显著正相关,而与土壤湿度呈显著对数关系。稻田单施化肥显著促进了稻田土壤CH₄的净排放,且种植60年的稻田比80年和120年稻田具有更强的CH₄释放能力。施用有机肥能显著提高稻田土壤N₂O的排放量,且单施化肥条件下,种植80年稻田解冻期N₂O总排放量分别比60年和...     

油菜田碳排放研究综述

在农田生态系统中，甲烷(CH₄)和二氧化碳(CO₂)作为2种典型的温室气体，近年来随着浓度的不断增加，对全球变暖和臭氧层破坏造成的影响也日益严峻。油菜是我国主要油料作物之一，随着种植面积的不断扩大，农田中产生的CH₄和CO₂成为温室气体的重要碳排放源。为此，综述油菜田CH₄和CO₂排放特征，从栽培技术角度阐述了油菜田CH₄和CO₂减排措施。以期为发展油菜田绿色低碳提供参考。     

辣椒对黄壤和石灰土中Cd抗性研究

以贵州典型土壤(黄壤和石灰土)为盆栽供试土壤,以朝天椒8024为材料,通过模拟制备不同浓度Cd污染黄壤和石灰土,将辣椒幼苗分别种植于Cd污染的土壤中,测试不同土壤中辣椒的株高、生物量及相关生理特性。结果显示,随着土壤中Cd浓度增加,辣椒株高、根生物量、茎生物量、叶生物量均呈下降趋势,且黄壤中辣椒株高及其生物量均高于石灰土中的辣椒;MDA含量均表现出上升趋势,且同一浓度处理下,种植于黄壤中辣椒MDA含量高于石灰土中辣椒MDA含量;SOD活性均表现出先升后降的趋势,黄壤中Cd浓度在2.5 mg/kg时SOD活性达到最高值,石灰土中Cd浓度在0.5 mg/kg时SOD活性达到最高;POD活性在黄壤土中表现出上升趋势,但在石灰土中表现出下降趋势。利用隶属函数法综合评价,种植于黄壤中的辣椒对Cd抗性的评价D值大于石灰土。表明高浓度Cd抑制辣椒幼苗的生长,且种植于黄壤土中辣椒的Cd抗性高于石灰土中的辣椒。研究结果为辣椒种植和土壤改良提供了理论依据。     

生物炭和脱硫石膏混施对稻田碳排放的影响

为探究脱硫石膏和生物炭混施对稻田CO₂、CH₄减排和碳收支的影响,在黄壤性稻田中设置了生物炭与脱硫石膏施用剂量比不同的6个处理,并利用静态箱-气相色谱法对土壤CO₂、CH₄排放通量进行了为期一年的监测。试验的6个处理分别为裸地(B)、种植水稻(R)、种植水稻+4 t·hm^-2生物炭(RC4)、RC4+4 t·hm^-2脱硫石膏(RC4G4)、RC4+8 t·hm^-2脱硫石膏(RC4G8)和RC4+16 t·hm^-2脱硫石膏(RC4G16)。结果表明,处理R在稻季的CH₄排放量为86 kg·hm^-2;单施生物炭使CH₄排放量增加了52%,进一步混施脱硫石膏则使CH₄排放量下降了69%～91%。各处理在休闲期的CH₄排放量都比较低(6.24～13.4 kg·hm^-2)。施用生物炭和脱硫石膏...     

林下植被和凋落物对我国寒温带天然林土壤CO2通量的短期影响

  目的  为研究林下植被和凋落物对我国寒温带天然林土壤CO₂通量的影响,对不同处理下CO₂通量排放特征进行分析探究,为大兴安岭地区森林生态系统的经营管理和土壤温室气体研究提供参考。  方法  在2019年5—9月采用静态箱?气相色谱法对大兴安岭北部4种主要林型（白桦林、山杨林、樟子松林和兴安落叶松林）土壤CO₂通量排放特征进行原位监测研究。  结果  4种林型不同处理后的土壤CO₂通量都呈现相似的单峰曲线变化趋势,峰值出现在7月或8月。去除凋落物会提高阔叶林土壤呼吸,降低针叶林土壤呼吸,但变化幅度较小,没有达到显著水平（P > 0.05）。与自然状态相比,去除林下植被后,白桦林、山杨林和兴安落叶松林的CO₂通量均值分别升高了27.57%、15.84%和24.13%,达到显著水平（P < 0.05）,但樟子松林则下降了0.68%（P > 0.05）。去除林下植被和凋落物状态下,白桦林、山杨林和兴安落叶松林土壤CO₂通量均值升高了20.05% ~ 25.34%,但樟子松林则下降了12.36%,且去除林下植被和凋落物的阔叶林的平均通量显著大于针叶林（P < 0.05）。  结论  凋落物和林下植被的存在与否会对土壤CO₂通量产生不同影响,且影响程度因林型而异,科学合理的林下管理对调控森林生态系统CO₂排放和生态环境保护都有着重大的作用。      

氮肥对黄壤温室气体排放和玉米产量的影响

为比较不同氮肥施用量对农田温室气体排放强度、玉米产量、全球增温潜势及温室气体排放强度的影响,正确认识氮肥在农田温室气体排放的贡献,为化肥减量增效,玉米增产稳产,降低综合温室效应,实现农业可持续发展提供科学依据,采用大田试验,以玉米为供试作物,设置当地传统施肥(CF100)、氮肥减量30%(CF70),氮肥减量50%(CF50)和不施肥(CK)4个处理,采用静态箱—气相色谱法测定贵州典型黄壤玉米生长季,分析不同施氮梯度下作物产量和温室气体排放特征.结果表明,与CK相比,施氮处理均提高了CO₂, CH₄和N₂O的平均排放通量和累积排放量,但是施氮处理之间差异均无统计学意义.全球增温潜势(GWP)在CF50,CF70,CF100处理下分别显著增加了36.78%,52.14%和50.22%,三者之间差异无统计学意义.施用氮肥显著增加玉米产量,CF100与CF70产量无显著差异,与CF50相比,分别显著增加了16.33%和13.53%(p<0.05).温室气体排放强度(GHGI)在CF50,CF70,CF100处理下分别显著...     

典型黄壤和石灰土对Cd的吸附解吸特性

为评估Cd在不同土壤中的迁移能力及环境风险,分析了贵州省地带性黄壤和石灰土对重金属Cd的吸附解吸特性。结果表明:在试验浓度范围内,Cd在黄壤和石灰土中的吸附量均随着加入Cd浓度的增加而增加,吸附率逐渐下降。当初始溶液中Cd的浓度达310mg/L时,石灰土与黄壤中吸附的Cd含量达2 626mg/kg和1 507mg/kg,对Cd的吸附率分别为84.74%和48.64%。Freundlich和Henry方程均可以用来拟合Cd2+在2种土壤中的等温吸附过程,Langmuir和Temkin方程则不适合用来描述,Freundlich的拟合效果最好。在试验浓度范围内,Cd在黄壤和石灰土中的解吸量均随着加入Cd浓度的增加而增加,解吸率逐渐升高最终趋于稳定,黄壤对Cd的解吸率稳定在25%~30%,石灰土对Cd的解吸率稳定在6%~7%。Cd在酸性黄壤中的吸附能力较石灰土弱,解吸性能较石灰土强,环境风险较高。     

贵州典型土壤-辣椒系统中镉的迁移富集特征

为筛选出低富集Cd的辣椒品种在生产上应用,通过设置不同Cd浓度,采用黄壤和石灰土作为盆栽供试土壤,研究贵州典型土壤-辣椒系统中镉的迁移富集特征。结果表明:1Cd处理浓度为0~5 mg/kg时,辣椒同部位的Cd含量均随处理浓度的增加而增加;黄壤种植的辣椒中Cd含量比石灰土种植的低6.11%~11.84%,其根、地上部分Cd含量的增加量均较石灰土高,分别为4.1和1.4倍。22种类型土壤中,Cd从辣椒根部向果实的转运系数分别为0.04~0.25和0.21~0.50,并且黄壤种植辣椒根部Cd向果实转运速度比石灰土低3倍。3辣椒对Cd的富集系数分别为0.93~1.65和1.02~3.04,且石灰土种植辣椒对Cd的富集系数比黄壤的高1.10~1.84倍。辣椒种植在石灰土中的转运富集能力比黄壤高,试验品种属于易富集Cd品种。     

果园套种油菜绿肥适宜播期播量分析

【目的】研究不同播期播量下果园套种油菜绿肥的生长状况和还田效果,为油菜作为绿肥在新疆阿克苏地区林下种植的推广和应用提供理论依据。【方法】在阿克苏地区树龄7 a的核桃园进行果园套种油菜绿肥试验,以林下套种绿肥主栽品种新油17号为试材,在冬灌核桃地顶凌播种,以常规播种为对照,分析播期播量对油菜绿肥产量和还田后土壤养分含量的影响。【结果】不同处理对绿肥油菜产量、植株养分含量、果园土壤pH和水溶性盐、土壤养分均有影响。D₁R₂处理产量最高,翻压前鲜草产量为42.88 t/hm²;D₁R₂处理植株全氮含量显著高于其余处理,D₂R₃、D₂R₂处理则表现为植株全磷、全钾含量最高;油菜翻压1个月后,D₁R₁、D₂R₃和D₂R₄处理土壤pH最低;D₁R₄和D₂R₁处理土壤水溶性盐含量最低。D₁R₂处理有机质、水解性氮和有效磷含量为各处理下最高,D₂R₂速效钾含量最高。【结论】果园套种油菜绿肥,可充分利用融冻土层水分和养分,油菜顶凌播种22.5 kg/hm²可增加油菜绿肥产量,提升果园地力。     

洱海流域长期不同施肥对菜田温室气体和氨挥发的影响

为揭示洱海流域长期施肥下露地菜田温室气体(N₂O、CH₄、CO₂)和土壤氨(NH₃)挥发对不同施肥方式的响应趋势及影响因素,依托始于2007年连续进行15 a的长期定位试验,研究5个施肥处理[不施任何肥料(CK)、有机肥(OM)、化肥和有机肥(NPK+OM)、增施氮肥(NPK+OM+N)、增施磷肥(NPK+OM+P)]的温室气体及氨挥发的特征。结果表明：长期定位15 a后,OM处理能显著增加菜田土壤全氮、有机质、有效磷含量。在等氮条件下,与OM处理相比,NPK+OM处理能显著增加菜田土壤NO₃^--N含量;NPK+OM+N处理会使土壤pH显著降低,导致土壤酸化。NPK+OM+N处理pH比NPK+OM处理显著降低9.27%;OM处理会导致土壤CO₂和CH₄排放量显著升高,在整个莴苣生育期内CO₂和CH₄的累积排放量分别为(22 489.29±1 562.91)kg·hm     

红壤生地种植不同品种绿肥的产量和养分累积差异

进行不同品种绿肥在红壤水田生地的产量和养分累积差异的试验。结果表明,在红壤生地施肥可以显著提高不同品种绿肥产量和养分累积量;在现有施肥条件下,紫云英+黑麦草混播处理在鲜草产量、干物质总产量和氮磷钾素养分总累积量分别达到92 505、26 835和1 099.6 kg·hm^-2,均高于黑麦草、紫云英、油菜单播处理,是熟化红壤生地土壤首选的绿肥种植模式。     

秸秆还田深度对土壤温室气体排放及玉米产量的影响

【目的】秸秆还田是培肥地力、增加土壤有机质和改善土壤结构的重要技术手段,但以往的研究表明秸秆还田会加速土壤温室气体的排放。本研究通过对秸秆不同还田深度下农田土壤温室气体排放特征和产量的研究,明确降低温室气体排放量的最佳还田深度,以期为合理利用秸秆、提高作物产量,实现农业可持续发展提供科学依据。【方法】采用大田微区试验,以玉米为供试作物,设置4个还田深度,采用静态箱-气相色谱法测定整个玉米生长季不同还田深度下温室气体(CO₂、CH₄、N₂O)的排放特征,产量及产量构成因素。试验共设5个处理,还田深度分别为0—10 cm(T1)、10—20 cm(T2)、20—30 cm(T3)和30—40 cm(T4),同时以不还田处理作为对照(CK)。【结果】(1)在整个玉米生长季CO₂和N₂O均表现为排放,CH₄表现为吸收。CO₂累积排放量为T3处理最高,较CK显著增加了28.6%,T4处理增加最少,较CK显著增加了17.1%(P<0.05)...     

作物茎秆和叶片排放N2O和CH4的研究

以东北主要作物大豆、玉米和高粱为研究对象,首次同步考察了新鲜离体植物茎秆和叶片的N₂O和CH₄排放。结果表明：3种植物茎秆均能排放N₂O,玉米茎秆排放量最大,为13.587μL/L;3种植物叶片的N₂O排放较少,但42 h时大豆叶片的N₂O排放出现高峰,浓度达33.913μL/L。3种植物茎秆的CH₄排放表现出最初有排放之后吸收,3 h时玉米、大豆和高粱的CH₄浓度分别为2.113、2.341和2.355μL/L;植物叶片CH₄排放不明显,呈波浪起伏的变化规律。从N₂O和CH₄排放通量看,大豆叶片N₂O通量最高,达210.970 ng/(g·h);玉米叶片CH₄通量为0.148 ng/(g·h),其他茎叶均为吸收CH₄。研究结果不仅为植物叶片本身既能排放N₂O又能排放CH_4...     

漏缝地板发酵床对育肥羊养殖气体排放的影响及微生物学机理

为明确漏缝地板发酵床对育肥羊养殖过程氨(NH₃)和温室气体排放特征的影响机制,本研究设置地面和漏缝地板发酵床两个试验处理,测定分析了育肥羊养殖过程NH₃、氧化亚氮(N₂O)、二氧化碳(CO₂)和甲烷(CH₄)的排放特征,并采用宏基因组学解析了影响上述气体排放的微生物学机理。试验结果表明,与地面相比,漏缝地板发酵床能够显著降低育肥羊养殖过程的NH₃排放(P<0.05),其NH₃排放速率为21.64～58.92 mg·m^-2·h^-1,NH₃累积排放量为86.36±1.06 g·m^-2,减排率达58.60%。漏缝地板发酵床同样也能显著降低育肥羊养殖过程的CH₄排放速率(P<0.05),其CH₄累积排放量为26.66 g·m^-2,减排率可达64.42%。然而,漏缝地板发酵床会使得...