铵态氮源和碳源对土壤N_2O、CO_2释放的影响

在田间持水量WFPS为70%、温度为20℃的条件下,通过室内静态培养方法研究铵态氮源与不同碳源结合,对华北平原典型小麦-玉米轮作体系土壤N_2O、CO_2释放的影响。其中,碳源种类分别为葡萄糖、果胶、淀粉、纤维素、木质素和秸秆。结果表明添加葡萄糖和果胶有效促进了土壤N_2O的释放,并在第1 d达到最大值,分别为4 039.85μg N_2O-N·kg~(-1)·d~(-1)和2 533.44μg N_2O-N·kg~(-1)·d~(-1);添加纤维素和只施秸秆处理降低了N_2O释放。施入碳源增加了CO_2释放,顺序为纤维素淀粉葡萄糖果胶秸秆木质素。培养结束后土壤中铵态氮几乎消耗完全,除添加葡萄糖处理外,其他施碳土壤的硝态氮含量均有所增加。在培养前3d,土壤NH~+_4和NO~-_3总含量与N_2O释放量显著相关。     

施氮及添加硝化抑制剂对苜蓿草地N2O排放的影响

为探究旱作紫花苜蓿(MedicagosativaL.)栽培草地氧化亚氮(N_2O)排放对施氮水平及添加硝化抑制剂的响应特征,采用传统静态箱法研究了不同施氮水平[0kg(N)·hm~(-2)(N0)、 50kg(N)·hm~(-2)(N50)、 100kg(N)·hm~(-2)(N100)和150kg(N)·hm~(-2)(N150)]以及添加硝化抑制剂双氰胺(DCD)150kg(N)·hm~(-2)(N150+DCD)对陇东苜蓿草地N_2O排放特征的影响。结果显示,监测期内N0、N50、N100和N150处理N_2O平均排放速率分别为3.5μg·m~(-2)·h~(-1)、4.1μg·m~(-2)·h~(-1)、5.0μg·m~(-2)·h~(-1)和6.1μg·m~(-2)·h~(-1),随着施氮梯度的增加, N_2O排放速率呈增加趋势。添加硝化抑制剂DCD对N_2O排放产生明显的抑制作用。与N150处理相比, N150+DCD处理下苜蓿草地N_2O平均排放速率下降50.7%, N_2O累计排放量显著降低61.6%(P0.05)。施氮对苜蓿产量没有显著影响,而N0、N50、N100和N150处理下单位苜蓿产量N_2O排放量随氮肥梯度的增加而增加,各处理分别为6.5 mg·kg~(-1)、7.8 mg·kg~(-1)、11.3 mg·kg~(-1)和12.5 mg·kg~(-1)。N_2O排放受土壤含水量影响深刻,生长季N_2O排放通量与土壤水分呈显著正相关关系(P0.05),而与土壤温度无显著相关性(P0.05)。综上,旱作紫花苜蓿栽培草地N_2O排放通量随施氮水平的增加明显增加,在相同施氮水平下添加硝化抑制剂DCD能显著抑制N_2O排放。相关研究结果对于该区域苜蓿草地合理施肥以及N_2O减排具有一定的实践指导意义。     

添加水铁矿对水稻土N_2O释放及反硝化微生物的影响

水稻土氧化还原状态的变化与N_2O的释放有密切关系。为揭示水稻土中Fe对N_2O释放及反硝化功能微生物的影响,本研究选取第四纪红壤发育的水稻土,设置3个水铁矿添加水平(Fe 0,10,40μmol g~(-1)土)和两个土壤质量含水量(50%,80%)进行土壤培养试验,利用实时荧光定量PCR(real time flourescent quantification polymerase chain reaction,q PCR)和末端限制性片段长度多态性(terminal-restricted fragment length polymorphism,T-RFLP)分析技术开展研究。结果表明,N_2O排放速率升至高峰期的过程中,外源铁处理尤其是添加高量铁(40μmol g~(-1))处理导致硝态氮含量显著高于对照,而N_2O排放速率却明显低于对照;然而,高峰期后添加高量铁处理却维持了较对照显著高的N_2O排放速率;与此同时,添加水铁矿对硝酸还原酶基因(narG)和氧化亚氮还原酶基因(nosZ)丰度的影响表现出与N_2O排放相同的趋势,即N_2O排放速率升至高峰期的过程中,外源铁处理明显抑制了反硝化微生物的生长与繁殖,而高峰期后外源铁对反硝化微生物的抑制作用不明显。因此,水稻土中添加Fe(Ⅲ)对N_2O释放影响的主要原因可能是前期抑制了反硝化功能微生物的种群数量,从而减少了硝酸根的还原和N_2O的产生,而后期由于反硝化微生物数量的恢复和NO_3~-等含氮化合物的残留,使得外源铁处理的N_2O释放量明显高于对照。     

黄土丘陵区不同土地利用类型土壤CO_2,N_2O通量特征

以黄土丘陵区园则沟小流域农地、撂荒草地、红枣林3种土地利用类型为单元,采用静态箱—气象色谱法对生长季土壤CO_2,N_2O两种温室气体进行定位监测,研究退耕还林(草)工程实施后不同土地利用类型土壤CO_2,N_2O排放通量特征。结果表明:生长季农地、撂荒草地、红枣林土壤CO_2排放通量均值分别为300.39,273.31,173.80mg/(m~2·h),季节变化均呈单峰型;农地、撂荒草地、红枣林N_2O通量均值分别为7.08,9.26,0.52μg/(m~2·h),土地利用类型未明显改变N_2O通量的季节特征,各处理均于6—7月出现较大值,其他时期均较低或出现负排放并呈现较为复杂的源汇特征。土壤10cm温度与土壤CO_2,N_2O相关关系高于土壤水分,而3种土地利用类型下N_2O通量与土壤水分均不相关,二元线性回归结果显示水热双因子解释了54%~78%的土壤CO_2通量变异。综合分析表明黄土丘陵区退耕还草后土壤CO_2未有显著变化,土壤N_2O则随土壤基质条件的改善呈现上升趋势(p0.01);坡耕地改为经济林后土壤CO_2,N_2O通量均有一定程度减少(42.1%~92.7%),且更容易出现N_2O的负排放。     

不同生物质炭输入水平下旱作农田温室气体排放研究

在陇中黄土高原干旱半干旱区,采用小区定位试验,对不同生物质炭输入水平下春小麦农田土壤温室气体(CO_2、N_2O和CH_4)的排放通量进行全生育期连续观测,并分析其影响因子。结果表明:6个生物质炭输入水平处理下[0 t·hm~(-2)(CK)、10 t·hm~(-2)、20 t·hm~(-2)、30 t·hm~(-2)、40 t·hm~(-2)、50 t·hm~(-2)],旱作农田土壤在春小麦全生育期内均表现为CH_4弱源、N_2O源和CO_2源。全生育期各处理CH_4平均排放通量依次为:0.005 7 mg·m~(-2)·h~(-1)、0.0047 mg·m~(-2)·h~(-1)、0.003 6 mg·m~(-2)·h~(-1)、0.003 3 mg·m~(-2)·h~(-1)、0.002 7 mg·m~(-2)·h~(-1)和0.000 4 mg·m~(-2)·h~(-1),N_2O平均排放通量依次为:0.230 5 mg·m~(-2)·h~(-1)、0.144 1 mg·m~(-2)·h~(-1)、0.135 3 mg·m~(-2)·h~(-1)、0.098 9 mg·m~(-2)·h~(-1)、0.125 0 mg·m~(-2)·h~(-1)和0.151 3mg·m~(-2)·h~(-1),CO_2平均排放通量依次为:0.449 2μmol·m~(-2)·s~(-1)、0.447 0μmol·m~(-2)·s~(-1)、0.430 3μmol·m~(-2)·s~(-1)、0.391 4μmol·m~(-2)·s~(-1)、0.408 0μmol·m~(-2)·s~(-1)和0.416 4μmol·m~(-2)·s~(-1)。土壤CH_4排放通量随生物质炭输入量的增加而减小;当生物质炭输入量小于30 t·hm~(-2)时,土壤N_2O、CO_2排放通量随其输入量增加而显著减小,但当其输入量超过30 t·hm~(-2)时,N_2O、CO_2排放通量则呈显著增大趋势。各处理在5~15 cm土层平均土壤温度差异显著(P0.05),在5~10 cm土层平均土壤含水量差异显著(P0.05),土壤温度及含水量受生物质炭影响明显;且CK处理不同土层的土壤温度及含水量波动最大,生物质炭输入可在一定程度上降低不同土层土壤的水热变化幅度;N_2O、CO_2排放通量与10~15 cm土层土壤温度呈显著性负相关,与20~25 cm土壤温度呈显著性正相关;CH_4平均排放通量与5~10 cm土层土壤温度呈显著性负相关,与其含水量呈显著性正相关;N_2O平均排放通量与15~20 cm土层土壤温度呈显著性正相关;CH_4、N_2O、CO_2平均排放通量与0~5 cm土层土壤水分呈显著性负相关。生物质炭的输入能够减小温室气体的排放,且会因其输入量的不同而异,因此适量应用生物质炭有利于旱作农田生育期内增汇减排。     

不同种植模式对黄壤烟田 N2O排放的影响

为探明烤烟-玉米轮作和烤烟连作在黄壤烟田N_2O排放变化特征,并探明不同环境因子对其排放通量的影响。2016年于贵州省烟草科学研究院龙岗长期养分定位试验站,采用静态箱—气相色谱法测定了N_2O含量,试验共设3个处理,不施任何肥料+轮作(CK);常规施肥+轮作(CR);常规施肥+连作(CC)。试验结果表明,烤烟生长季,各施肥处理的黄壤烟田N_2O排放均有2次高峰,峰值主要出现在烤烟施基肥后3～5 d和追肥后1～7 d,其中施基肥后N_2O排放累积量占整个生长季N_2O排放累积量的比例较高,范围为16.26%～18.30%。各个处理N_2O平均排放通量的顺序是CCCRCK,其平均排放通量分别为0.044、0.022和0.013 mg·m~(-2)·h~(-1);相同施肥量条件下,烤烟连作较轮作N_2O排放总量提高了2倍,烤烟生物量降低了30.01%。相关分析表明,施肥+轮作的烟田N_2O排放通量与土壤硝态氮含量有关(P0.05)。黄壤烟田轮作后显著降低了土壤N_2O排放量,合理轮作是降低黄壤烟田温室气体N_2O排放的重要途径。     

庐山毛竹扩张及模拟氮沉降对土壤N_2O和CO_2排放的影响

毛竹是我国南方广泛分布的一种典型的森林资源,其扩张已引发了多方面的生态问题,但是目前关于氮沉降背景下毛竹扩张引起的土壤N_2O和CO_2气体排放变化的研究甚少,且无原位观测数据。采用静态箱-气相色谱法,分析江西庐山毛竹纯林、毛竹扩张形成的毛竹-日本柳杉混交林及日本柳杉纯林3种林分土壤的N_2O和CO_2排放速率和累积排放量及其对模拟氮沉降的响应。结果表明:(1)混交林土壤的NH_4~+-N含量、NO_3~--N含量及pH分别为14.39mg·kg~(-1)、8.65mg·kg~(-1)、4.88,显著高于日本柳杉纯林的9.75 mg·kg~(-1)、5.58 mg·kg~(-1)、4.05,但是混交林土壤DOC含量(236.5 mg·kg~(-1))却显著低于日本柳杉纯林(382.0mg·kg~(-1))。(2)混交林土壤N_2O累积排放量(393.6mg·m~(-2))显著高于毛竹纯林(202.5mg·m~(-2))和日本柳杉纯林(192.8mg·m~(-2)),混交林土壤CO_2累积排放量(4 655 g·m~(-2))显著高于日本柳杉纯林(2 815 g·m~(-2))。(3)模拟氮沉降未对3种林分类型土壤的CO_2排放速率和累积排放量产生显著影响,但明显增加了混交林和日本柳杉纯林的N_2O累积排放量。本研究表明:毛竹扩张不同阶段土壤的理化性质、N_2O及CO_2排放表现出不同特征。毛竹扩张过程中一定程度上增大了土壤N_2O和CO_2的排放量,但是完全扩张后N_2O排放出现明显下降趋势,而CO_2的排放未发生显著变化。同时,氮沉降促进了毛竹未扩张和扩张初期土壤的N_2O排放,而对CO_2排放未产生显著影响。表明在未来气候变化条件下管理亚热带毛竹扩张时,必须明确考虑这些生态系统组成、结构和影响因子之间的影响。     

三氯生和三氯卡班对水稻土好氧氮转化及N_2O排放的影响

三氯生(Triclosan, TCS)和三氯卡班(Triclocarban, TCC)是典型的药品与个人护理用品,在土壤生态系统中被广泛检出,且存在增加土壤微生物抗药性及抑制土壤呼吸的潜在风险,但目前有关TCS和TCC对土壤氮转化过程及氧化亚氮(N_2O)排放的影响尚不清楚。基于此,采用室内培养实验和15N稀释-富集法,结合氮转化数值模型,研究了不同浓度梯度下TCS(2和5mg·kg~(-1))和TCC(1和2 mg·kg~(-1))的单独及联合存在对水稻土氮初级转化速率以及N_2O排放的影响。结果表明,1mg·kg~(-1)TCC及5mg·kg~(-1)TCS+2mg·kg~(-1)TCC处理对水稻土氮素的矿化-同化无显著影响,其余TCS和TCC处理均显著促进了氮的矿化-同化循环。此外,TCS和TCC处理显著降低了自养硝化速率、硝态氮的微生物固定速率以及硝酸盐异化还原成铵(Dissimilatory nitrate reduction to ammonium, DNRA)速率(2 mg·kg~(-1)TCS处理及5mg·kg~(-1)TCS+2mg·kg~(-1)TCC对DNRA速率无显著影响)。值得关注的是,TCS和TCC单一和联合处理均显著增加了N_2O的累积排放量,其累积排放量为对照的1.13倍～1.44倍。本研究表明,TCS和TCC改变了水稻土好氧氮转化过程,可能对稻田生态系统氮循环产生不利影响;TCC和TCS对水稻土N_2O排放的促进作用也增加了稻田生态系统对温室效应和臭氧层破坏的潜在贡献,因此,未来评价TCS和TCC土壤生态风险时,应考虑其对氮转化过程和N_2O排放的潜在影响。     

炭输入及生化调控对设施菜田土壤N_2O排放的影响

本研究以河北永清蔬菜基地设施菜田土壤为研究对象,控制温度(25±1)℃和土壤含水量(70%WFPS),采用静态培养方法,通过监测培养期间土壤N_2O排放通量、无机氮含量及土壤中酶活性的变化情况,研究炭输入及生化调控对设施菜田N_2O排放及氮素转化的影响。结果表明,土壤添加尿素后,N_2O排放峰值达到644.11μg N·kg~(-1)·d~(-1),添加双氰胺(DCD)和石灰氮(CaCN_2)的土壤N_2O排放峰值分别为101.47μg N·kg~(-1)·d~(-1)和36.74μg N·kg~(-1)·d~(-1),对于N_2O减排效果好,且能有效抑制亚硝态氮的产生;施用控释尿素、添加黑炭或有机肥能减少N_2O排放,而添加石灰氮闷棚显著增加了N_2O排放。控释尿素、秸秆、黑炭、DCD和CaCN_2均对铵态氮向硝态氮的转化有一定抑制作用,施加石灰氮或有机肥有助于减少硝态氮向亚硝态氮的转化。相关分析表明,土壤中硝态氮和亚硝态氮含量增加,有助于反硝化过程的进行,增加了N_2O排放的风险。     

东鱼河春季沉积物反硝化脱氮作用与N2O排放研究

为研究东鱼河春季沉积物的反硝化脱氮作用以及N_2O产生速率,于2017年5月沿东鱼河采集沉积物和表层水样,分别采用乙炔抑制法和培养法分析测定了反硝化作用和N_2O产生速率,利用顶空法提取水样中N_2O结合双层扩散模型法估算水体N_2O的排放通量,并结合水体理化性质探讨了主要影响因素。结果表明:东鱼河春季沉积物反硝化潜势为7 305.8～26 947.7μmol/(m~2·h),但从上游到下游沿程均呈先增高后波动降低的趋势;沉积物反硝化速率为86.6～694.2μmol/(m~2·h),显著低于对应点位的反硝化潜势(P0.01),且二者的沿程变化规律不一致;反硝化速率仅与沉积物中NH_4~+含量呈显著正相关关系(P0.05),表明其受沉积物和上覆水理化性质的综合影响,且可能存在硝化—反硝化的耦合作用。沉积物N_2O产生速率在19.8～144.3μmol/(m~2·h);水体表现为大气N_2O的排放源,排放通量为170.9～667.8mol/(m~2·h),显著高于对应点位沉积物N_2O的产生速率(P0.01),且与上覆水的DO和NO_2~-含量具有显著正相关关系(P0.05),表明东鱼河在春季除沉积物产生N_2O外,其上覆水中氮转化过程亦是向大气排放N_2O的重要途径之一。     

农田土壤N2O排放和减排措施的研究进展

氧化亚氮(N2O)是一种受人类活动影响的重要温室气体。农业土壤是其主要的排放源之一,土壤中硝化和反硝化作用是N2O产生的主要过程。N2O的排放受多种因素的影响,农业活动尤其是施用化学氮肥是农田N2O排放量增加的主要因素。提高氮肥利用率,使用硝化抑制剂等措施将有助于减少N2O的排放量,更有效的减排措施还有待进一步的研究与应用。     

农田土壤N2O排放的连续自动测定方法

本文介绍了农田N2O排放连续自动测定系统的方法原理、系统整体构造和气路配置,并通过对华北平原旱地土壤夏玉米季N2O排放的连续观测,比较了连续自动测定方法与传统手动间歇取样测定方法的差异。结果表明,夏玉米季N2O排放具有明显的日排放规律,且在三叶期和十叶期施肥后存在明显的释放高峰;通过选取7:20、8:30、9:40、10:50、12:00、13:20、14:30、15:40、16:50和18:00不同采样时间的测定结果,分别模拟了间隔为3d和6d的排放总量,结果表明,间隔取样的累积排放结果与连续观测结果的差异,与采样当天中具体的采样时间紧密相关,间隔估算结果随着采样时间的延后具有先升高后降低的趋势,与N2O的日排放规律相一致。本研究中,不同时间间隔对估算结果影响不明显。     

硝化抑制剂和通气调节对土壤N2O排放的影响

采用室内培养方法,研究了土壤水分含量和温度对硝化反应速度、N2O排放及施用硝化抑制剂(N-Serve)和土壤掺砂对N2O排放的影响。结果表明,硝化反应速度随温度升高而加快,30℃时反应进行最快;水分对硝化反应速度的影响不显著。N2O排放通量随温度和水分含量升高而加大,最高排放通量出现在水分含量28.5%,20℃或30℃时。30℃、低水分(14.2%)时,N2O排放量较低,15d累积排放量为126.4.mg/kg,且主要来自硝化反应,施用N-Serve可使总排放量减少65.0%;水分含量增加到28.5%,反硝化反应发生,N2O排放量急剧增加,15d累积排放量达764.4.mg/kg;施用砂子或N-Serve,总排放量分别减少82.9%、62.1%。因此,低水分时,施用N-Serve可抑制硝化反应;高水分时,施用砂子或砂子与N-Serve配合,可有效抑制N2O排放。     

不同施肥方式对农田土壤CO2和N2O排放的影响

采用静态箱/气相色谱法研究不同施肥方式以及环境因子对农田土壤CO2和N2O排放通量的影响,结果表明,不同施肥方式对农田土壤CO2排放的季节模式无明显影响,但是影响了N2O排放的季节模式。不同施肥方式对土壤CO2排放通量影响不明显,主要影响土壤N2O排放,整个小麦、玉米生长季,分两次施肥的F2与分四次施肥的F1相比,土壤N2O排放量增加,化肥配合有机肥施用(MF)的土壤N2O通量大于单纯的化肥处理,秸秆还田降低了土壤N2O的排放。相关分析结果表明,土壤CO2排放与大气温度、地表温度、土壤温度和土壤水分均呈显著正相关关系(P<0.01)。由于肥料施用的影响,土壤N2O排放和土壤温度、水分的相关分析并不显著。土壤N2O排放受土壤硝态氮和铵态氮变化的影响。     

Biochar mitigates N2O emissions by promoting complete denitrification in acidic and alkaline paddy soils

Biochar is an efficacious amendment for mitigating nitrous oxide (N₂O) emissions in soils. Nevertheless, the underlying mechanisms responsible for reduced N₂O emissions by biochar in paddy soils remain inadequately elucidated. Here, using two typical paddy soils with contrasting pH values (5.40 and 7.56), the N₂ and N₂O fluxes and the associated functional genes were investigated in soil amended with varying amounts of biochar (0%, 0.5%, and 5%, weight/weight) via soil slurry incubation integrated with the N₂/Ar technique and qPCR analysis. The results showed that N₂O fluxes were significantly (p < 0.05) reduced by 0.65–3.64 times following biochar amendment, concomitant with a significant (p < 0.05) increase in N₂ fluxes (5.47–46.14%) in both acidic and alkaline paddy soils. As a result, the N₂O/(N₂O + N₂) ratios were significantly (p < 0.05) reduced by 1.53–4.65 fold in both soil types. In acidic paddy soils, the enhanced denitrification rates and the decreased N₂O/(N₂O + N₂) ratios exhibited a strong correlation with increased pH values. In alkaline paddy soil, these changes were ascribed to the enhanced nosZ Clade I gene abundance and nosZ/(nirS + nirK) ratio. Our findings reveal that biochar primarily mitigates N₂O emissions in paddy soils by promoting its reduction to N₂.     

不同施氮方式对玉米产量及N 2O排放的影响

通过3年定位试验,采用静态箱/气相色谱法对壤质草甸土区玉米生产进行了全生长季N2O排放通量的观测,分析了不同施氮方式对N2O排放总量、排放系数和玉米产量的影响。结果表明：减少氮肥用量20%的缓控释肥处理与秸秆还田配化肥处理产量居高,而且二者间差异不显著;秸秆还田促进了农田土壤N2O排放,使得秸秆还田配化肥处理的年均N2O季节排放总量最高,达到1.50 kg N·hm-2;年均N2O季节排放总量与施肥量之间相关系数达到了0.97;随着试验年限的增加,N2O-N季节排放系数受施肥量的影响逐年增加,相关系数从2009年的-0.015增加到2011年的0.624。因此不同施氮方式对N2O季节排放的影响需要通过多年定位来准确把握,同时在研究农田N2O-N季节排放时要适当考虑植株生长过程中N2O的排放。兼顾产量和减排2个因素,建议推广缓控释肥的减量施用。     

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。     

pH变化对中性土壤硝化过程N2O释放的影响

通过人为调节获得pH5．82、pH6．95和pH7．55的3种pH土壤,采用室内培养方法,研究了pH变化对土壤硝化过程N2O产生以及双氰胺（OCD）对硝化过程抑制作用的影响。结果表明,在好气培养2d内,土壤硝化速率与pH呈正相关关系;在12d的培养期间,土壤N2O释放总量随pH增大而增大,最大N2O释放量占施氮量的0．363％;pH变化影响土壤硝化作用的强弱以及硝化过程中N2O／N2的比例;pH变化对DCD的抑制作用影响显著,DCD对N2O释放总量的抑制率为34．4％-72．2％,当pH5．82时抑制作用最强。     

Soil incubation study showed biogas digestate to cause higher and more variable short‐term N2O and N2 fluxes than mineral‐N

Today, a large share of mineral fertilizer is substituted by biogas digestates. Biogas digestates are known to promote N₂O production, compared to mineral fertilizer. In particular, the initial phase following fertilizer application is crucial for the N gas release as N₂O and also N₂. However, this period impact has been rarely investigated, especially not across various field sites. Thus, undisturbed soil cores from two fertilizer types (biogas digestate vs. mineral fertilizer) at five sites with different site characteristics were investigated in a short‐term laboratory experiment under N₂‐free helium–oxygen incubation atmosphere. Across sites, biogas digestate soil cores showed significantly higher absolute N₂O fluxes compared to mineral fertilizer soil cores, even though this effect was dominated by samples from one site (Dornburg with the highest biogas digestate fertilization rate). Also relative N₂O fluxes showed a similar tendency. On average, absolute and relative N₂ fluxes differed between the two fertilizer types, while N₂ fluxes were highest at the Dornburg site. A N₂O/(N₂O+N₂) ratio of denitrification below or equal to 0.5 clearly highlighted the importance of N₂O reduction to N₂ for three of five the biogas digestate soil cores. Soil characteristics like bulk density and water‐filled pore space as proxies for gas diffusivity in soil, as well as N availability ( ${\mathrm{NO}}_3^{-}$, ${\mathrm{NH}}_4^{+}$), significantly affected the N₂O and N₂ fluxes from the biogas digestate soil cores. While this study presents data on short‐term N₂O and N₂ fluxes, there is a need for further studies in order to investigate the dynamics, the duration of the observed effects and their significance at the field scale.     

高氮和NO2-对中亚热带森林土壤N2O和NO产生的影响

利用15N同位素标记方法,研究在两种水分条件即60%和90% WHC下,添加硝酸盐(NH4NO3, 300mgN kg-1)和亚硝酸盐(NaNO2, 1mgN kg-1)对中亚热带天然森林土壤N2O和NO产生过程及途径的影响。结果表明,在含水量为60% WHC的情况下,高氮输入显著抑制了N2O和NO的产生(p<0.01);但当含水量增为90% WHC后,实验9h内抑制N2O产生,之后转为促进。所有未灭菌处理在添加NO2-后高氮抑制均立即解除并大量产生N2O和NO,与对照成显著差异(p<0.01)。在60% WHC条件下,这种情况维持时间较短(21h),但如果含水量高(90% WHC)这种情况会持续很长时间(2wk以上),说明水分有效性的提高和外源NO2-在高氮抑制解除中起到重要作用。本实验中N2O主要来源于土壤反硝化过程,而且加入未标记NO2-后导致杂合的N2O(14N15NO)分子在实验21h内迅速增加,表明这种森林土壤的反硝化过程可能主要是通过真菌的“共脱氮”来实现,其贡献率可多达80%以上。Spearman等级相关分析表明未灭菌土壤NO的产生速率与N2O产生速率成显著正相关性(p<0.05),土壤含水量越低二者相关性越高。灭菌土壤添加NO2-能比未灭菌土壤产生更多的NO,但却几乎不产生N2O,表明酸性土壤的化学反硝化对NO的贡献要大于N2O。