不同施肥条件对稻田温室气体排放特征的影响

采用静态箱-气相色谱监测体系研究了上海郊区3种不同施肥条件下稻田系统温室气体(GHGs)排放特征及其全球增温潜能(GWP)。研究结果表明:施肥能显著增加稻田系统CO2的排放通量,但不同施肥条件对其影响差异不显著;施用有机肥能显著增加稻田系统CH4的排放通量,同时也能显著降低稻田N2O排放通量。整个水稻生育期,不施肥CK处理的GWP最低,为14 852 kg CO2·hm-2。相较于CK处理,施用尿素的CT处理、有机无机混施的MT处理和施用有机肥的OT处理分别增加了86.9%、111.5%和134.3%的稻田GWP,表明施肥会增加稻田土壤GHGs的GWP。     

生物质炭对旱作春玉米农田N2O排放的效应

通过田间试验,采用密闭式静态暗箱-气相色谱法研究不同生物质炭添加量(0、10、20、30t·hm-2)对黄土旱塬旱作春玉米农田N2O排放的影响。结果表明:生物质炭添加降低了施氮农田春玉米生长季N2O排放通量峰值和排放总量,添加30、20、10 t·hm-2生物质炭的三个处理N2O排放总量比不添加生物质炭的处理分别降低19.24%、9.89%、3.40%,其中添加30 t·hm-2生物质炭处理降低显著(P0.05),但添加20 t·hm-2的生物质炭未对不施氮农田N2O排放通量和总量产生显著影响。无论添加生物质炭与否,生长季不施氮处理的N2O排放通量和总量均显著低于施氮处理。添加生物质炭不同程度提升了农田0 cm和10 cm土壤温度,减少了施氮处理0~20cm土壤NH+4-N和NO-3-N含量,但对农田0~20 cm土层土壤含水量影响不显著。相关分析表明,试验农田N2O的排放通量与0~20 cm土层土壤NO-3-N和NH+4-N含量、含水量均呈极显著正相关关系(P0.001),与0 cm与10 cm土壤温度呈负相关关系。添加生物质炭后矿质氮含量的减少可能是旱作春玉米农田N2O排放减少的主要原因。     

Soil Nitrous Oxide Emissions Under Maize-Legume Intercropping System in the North China Plain

Many studies have focused on various agricultural management measures to reduce agricultural nitrous oxide （N2O） emission. However, few studies have investigated soil N2O emissions in intercropping systems in the North China Plain. Thus, we conducted a ifeld experiment to compare N2O emissions under monoculture and maize-legume intercropping systems. In 2010, ifve treatments, including monocultured maize （M）, maize-peanut （MP）, maize-alfalfa （MA）, maize-soybean （MS）, and maize-sweet clover （MSC） intercropping were designed to investigate this issue using the static chamber technique. In 2011, M, MP, and MS remained, and monocultured peanuts （P） and soybean （S） were added to the trial. The results showed that total production of N2O from different treatments ranged from （0.87＆#177;0.12） to （1.17＆#177;0.11） kg ha-1 in 2010, while those ranged from （3.35＆#177;0.30） to （9.10＆#177;2.09） kg ha-1 in 2011. MA and MSC had no signiifcant effect on soil N2O production compared to that of M （P＆lt;0.05）. Cumulative N2O emissions from MP in 2010 were signiifcantly lower than those from M, but the result was the opposite in 2011 （P＆lt;0.05）. MS signiifcantly reduced soil N2O emissions by 25.55 and 48.84%in 2010 and 2011, respectively （P＆lt;0.05）. Soil N2O emissions were signiifcantly correlated with soil water content, soil temperature, nitriifcation potential, soil NH4＋, and soil NO3-content （R2=0.160-0.764, P＆lt;0.01）. A stepwise linear regression analysis indicated that soil N2O release was mainly controlled by the interaction between soil moisture and soil NO3-content （R2=0.828, P＆lt;0.001）. These results indicate that MS had a coincident effect on soil N2O lfux and signiifcantly reduced soil N2O production compared to that of M over two growing seasons.     

土壤中氧化亚氮的产生及减少排放量的措施

氧化亚氮（N2O）是大气中一种痕量气体，也是一种重要的温室效应气体，还可使臭氧层遭到破坏。大气中N2O浓度呈不断上升趋势，其上升与人类活动关系极大，对环境的潜在破坏性也愈加严重。土壤是N2O的重要产生源，土壤中的硝化作用和反硝化作用是N2O的主要生成过程。过量施肥施肥、含氮有机物燃烧、毁林开荒等人类活动对N2O释放增加的影响不容忽视。人类应采取各项可行的措施来减少N2O的释放量：如提高氮肥利用效率，减少生物体燃烧，退耕还林和保护森林资源等。     

NaCl浓度对SBBR同步脱氮及N2O释放的影响

盐度是影响生物脱氮过程的重要因素。盐度增加会导致生物硝化和反硝化过程中N_2O的产生并释放。该文以添加NaCl的生活污水为研究对象,采用固定填料序批式生物膜反应器(sequencing batch biofilm reactor,SBBR),考察了不同NaCl浓度(0、5、10、15和20g/L)对SBBR脱氮性能及N_2O释放的影响。结果表明,试验NaCl浓度范围内,SBBR出水COD稳定在40～60mg/L。硝化过程NO_2~-/NO_3~-随NaCl浓度增加而增加。NaCl浓度≤10g/L时,NH_4~+-N去除率大于95%,N_2O产率由4.08%(NaCl浓度为0)增至6.72%(NaCl浓度为10 g/L)。NaCl浓度为20 g/L时,驯化后SBBR内平均NH_4~+-N去除率为70%,平均N_2O产率为13.60%。无添加NaCl时,N_2O主要产生于硝化阶段的AOB好氧反硝化过程,SBBR内缺氧区有助于减少N_2O释放;高NaCl浓度条件下,N_2O主要产生于AOB好氧反硝化过程和内源同步反硝化过程,高盐度加剧内源反硝化阶段NO_2~-和N_2O之间电子竞争,抑制N_2O还原,其活性抑制性能与电子受体和初始C/N有关。与硝态氮还原速率和亚硝态氮还原速率相比,氧化亚氮还原速率受NaCl抑制最为明显,是导致高盐度条件下N_2O释放量增加的重要因素。     

妊娠猪舍氨气及氧化亚氮浓度测定与排放通量的估算

在北京选择一典型猪场,对不同季节妊娠舍的氨气及氧化亚氮浓度进行了为期1年的试验测定,并根据二氧化碳平衡原理,对猪场不同生长阶段的妊娠猪含氮气体的排放通量进行了估算。结果表明:冬季2004年11月氨气和氧化亚氮的平均浓度分别为(11．64±4．36),(1．17±0．2)mg／m~3,夏季7月舍内氨气和氧化亚氮的平均浓度分别为(3．31±2．67),(0．6±0．02)mg／m~3;妊娠猪饲养期间的氨气排放通量为每头(185．2～500．8)mg／h,氧化亚氮为(3．85～35．93)mg／h。     

稻麦轮作体系养殖肥水灌溉对产量、氨挥发和 氧化亚氮排放的影响

稻麦轮作体系进行养殖肥水灌溉可能导致氮(N)素的氨挥发(NH3)和氧化亚氮(N2O)排放增加。本文通过土柱模拟试验,定量评价了稻麦轮作体系推荐施N量(稻季225 kg/hm2,麦季150 kg/hm2)下,不同N浓度养殖肥水灌溉对水稻、小麦籽粒产量以及NH3挥发和N2O排放的影响。试验处理为:1无N检出的清水灌溉(CK),2低N浓度肥水灌溉(SI-L),3中N浓度肥水灌溉(SI-M)和4高N浓度肥水灌溉(SI-H)。稻季结果表明,NH3挥发与N2O排放量随灌溉肥水N浓度的提高而增加,其决定系数(R2)可达0.895与0.998。与清水对照相比,不同N浓度的肥水灌溉使NH3挥发增加19.7%~40.8%;SI-H处理N2O排放显著增加68.8%;不同N浓度肥水灌溉没有显著增加水稻产量。麦季结果亦表明,NH3挥发与N2O排放量随灌溉肥水N浓度的提高而增加,其决定系数(R2)可达0.939与0.980。与清水对照相比,SI-H处理使NH3挥发显著增加20.2%;SI-M与SI-H处理N2O排放分别显著增加64.9%和120.3%;SI-H处理小麦产量显著提高46.7%。利用稻田生态系统消纳养殖肥水中N时,须考虑肥水灌溉导致的NH3挥发和N2O排放所造成的环境影响,合理地进行水肥调控。     

设施栽培土壤氧化亚氮排放及其影响因子的研究

采用塑料温室及露地栽培试验方法，研究了土壤氧化亚氮排放规律及其影响因子。结果表明，设施栽培土壤氧化亚氮释放通量比露地蔬菜栽培土壤高1．41倍；施有机肥(酵素菌肥)的土壤中氧化亚氮的释放通量高于施化肥的处理，且分别比对照高2．08和0．74倍；不同形态的氮肥对氧化亚氮释放影响各异，其中长效尿素对氧化亚氮释放的促进作用最微弱；38℃下氧化亚氮的释放量高于15℃时氧化亚氮的释放量；pH为7．3时，土壤释放氧化亚氮的能力最强；不同碳源实验证实，葡萄糖对氧化亚氮释放的促进作用最强。     

植物排放N2O研究进展

氧化亚氮(N_2O)是主要的温室气体之一,对大气环境质量与全球气候变化具有重要的影响。N_2O排放不仅增加温室效应,同时也会导致陆地生态系统氮损失与平流层臭氧消耗。长期以来土壤被认为是陆地生态系统N_2O的主要排放源,但近年来越来越多的证据表明,植物可能是陆地生态系统N_2O排放的另一重要来源。近年来有关植物排放N_2O的报道逐年增多,但对植物排放N_2O的途径及其调控机制方面还缺乏文献综述。本文首先在总结长期以来人们普遍认为的N_2O源与汇的基础上,提出陆地植物可能是另一个尚未被广泛认可的重要的N_2O的排放源。植物排放N_2O可能有两种潜在途径:1)植物作为土壤中通过微生物产生的N_2O的运输通道,2)植物通过自身代谢或内生菌的作用产生N_2O并排放到大气中。然后分析了关键因素(养分、光照、温度和植物器官及生长阶段)对植物排放N_2O的影响机制。最后指出未来需进一步探明植物体内产生N_2O的具体途径及其对全球N_2O排放的贡献,重点是探明植物自身的生理生化过程以及与其伴生、共生的微生物在N_2O产生中的作用。