冬小麦田氧化亚氮的排放

对１９９０－１９９２年间冬小麦田氧化亚氮排放的日变化和季节变化进行了研宪，观测了Ｎ＿２Ｏ通量与土壤温度的关系。在整个实验阶段，不施肥田和施肥田Ｎ＿２Ｏ通量的平均值为１０．５μｇＮ／ｍ￣２·ｈ和２２．６μＮ／ｍ．ｈ。小麦地上所施尿素排放Ｎ＿２Ｏ－Ｎ的释放系数为０．０９％。     

不同灌溉模式和施氮处理下双季稻田N2O通量与土壤酶活性的影响

用田间试验的方法揭示了不同灌溉模式和施氮处理对双季稻田氧化亚氮（N₂O）通量和土壤酶活性的影响。田间试验设3种灌溉模式（常规灌溉CR、“浅湿晒”灌溉TR以及干湿交替灌溉DR）和3种施氮处理（FN1:120 kg hm?2:20%基肥、分蘖肥与穗肥各占40%,FN2:120 kg hm?2:50%基肥、分蘖肥与穗肥各占25%,FN3:90 kg hm?2:50%基肥、分蘖肥与穗肥各占25%）,通过定期测定双季稻田N₂O通量和土壤酶活性,探讨灌溉模式和施氮处理对稻田N₂O排放通量与土壤酶活性的影响,分析了N₂O排放通量与土壤酶活性的关系。结果表明:TR和DR模式稻田N₂O排放通量较CR模式分别提高92.82%和175.95%,FN3处理稻田N₂O排放通量较FN2处理降低39.7%。与CR模式相比,TR模式的土壤脲酶活性、DR模式的土壤羟胺还原酶和亚硝酸还原酶活性升高。双季稻田N₂O排放通量与土壤脲酶（晚稻田相关系数0.38;早稻田相关系数0.63）、硝酸还原酶（晚稻田相关系数0.33;早稻田相关系数0.61）和羟胺还原酶（晚稻田相关系数0.63;早稻田相关系数0.73）活性呈显著正相关。可见,不同灌溉模式和施氮处理显著影响土壤脲酶、硝酸还原酶和羟胺还原酶活性和双季稻田N₂O排放通量,在生产中应通过稻田水氮管理减少N₂O排放,以提高氮肥利用率。     

水肥管理对稻田土壤甲烷和氧化亚氮排放的影响

就稻田水肥管理以甲烷和氧化亚氮排放的影响研究进行了综述，文章分析表明，甲烷和氧化亚氮的排放条件存在明显的反位关系，即有利于甲烷排放的水分条件往往不利于氧化亚氮的排放，稻田温室气体的排放与水分管理的历史有明显的关系，不同的肥料施用对甲烷和氧化亚氮排放影响的机制不同。因此，要真正有效地控制温室气体的排放必须首先弄清甲烷和氧化亚氮在不同条件下的排放关系。     

基于稳定同位素自然丰度技术的土壤氧化亚氮产生与排放过程研究进展

氧化亚氮(N₂O)是主要的温室气体之一,并且对平流层臭氧层分解起到重要作用。土壤中N₂O的产生和排放过程复杂多样,对其进行精准溯源与过程区分有助于制定减排策略。稳定同位素自然丰度技术利用N₂O的同位素值δ15Nbulk(N₂O中15N在整体水平上的同位素特征值)、δ18O(N₂O中18O在整体水平上的同位素特征值)以及δ15Nsp(N₂O分子内15N的位点特异性同位素值),可以示踪N₂O来源、指示N₂O产生的微生物作用途径,在N₂O转化过程溯源中已取得重要进展。而同位素分馏效应是稳定同位素自然丰度技术应用的理论基础,其中微生物过程及其导致的同位素分馏是需要重点关注的问题。本研究概述了同位素分馏效应在N₂O的产生、排放过程中的研究进展及其主要影响因素,梳理了同位素特征值δ15Nbulk、δ18O和δ15Nsp在分析N₂O来源的研究进展,并且提出了影响准确区分过程的因素。因素包括单一产生路径的同位素特征值范围广、不同产生路径的同位素特征值范围的重叠、反应底物同位素组成的变化以及与N₂O还原相关的分馏因子的可变性等问题。明确了今后需加强δ15Nsp等N₂O同位素特征值分馏效应的测定,利用组合同位素特征值及先进手段进行全面的N₂O溯源研究。图2参80     

土壤N2O和NO产生机制研究进展

N2O和NO是大气中两种重要的活性氮气体,强烈影响着全球变化和生态环境。土壤是N2O和NO的重要排放源,生物和非生物途径均可产生N2O和NO。本文详细论述了自养硝化、异养硝化、生物反硝化、化学反硝化、硝化细菌反硝化和硝态氮异化还原成铵作用产生N2O和（或）NO的机制,并对研究中存在的一些问题进行了探讨。     

稻田水肥组合模式的CH4和N2O排放特征及其差异比较

利用大田小区试验,采用圆柱体静止箱/气相色谱分析法,测定了不同水肥模式下早晚稻在各生育时期甲烷和氧化亚氮的排放通量,比较了不同水肥组合模式累积排放量差异.结果表明:早晚稻甲烷排放均表现为单峰模式,早稻峰值出现在齐穗期,晚稻在分蘖期;早稻氧化亚氮排放通量随着水稻生长呈递增趋势,晚稻季节变化明显.淹水灌溉甲烷累积排放量高于间歇灌溉;早稻淹水灌溉施高氮甲烷排放量最高,间歇灌溉无氮肥处理甲烷累积排放量最低,极差为8.97 g,/m2;晚稻甲烷累积排放量以淹水灌溉施高氮最高,间歇灌溉施低氮肥最低,极差为13.11 g/m2;早稻氧化亚氮累积排放量以间歇灌溉施高氮最高,淹水灌溉不施氮最低,极差为40.6g/m2;晚稻间歇灌溉普遍高于淹水灌溉,极差为152.5g/m2.甲烷排放与5 cm、10 cm处土壤Eh值呈显著负相关,氧化亚氮与之相关性不显著.因此,间歇灌溉减少甲烷排放,促进了氧化亚氮排放,淹水灌溉有利于甲烷排放,但抑制了氧化亚氮排放;高氮肥施用有利于温室气体排放.     

DNDC模型评估苜蓿绿肥对水稻产量和温室气体排放的影响

DNDC(denitrifiction-decompostion)模型是以生物地球化学进程为基础模拟碳氮循环的模型,被广泛用来预测稻田温室气体的排放,但利用DNDC模型研究苜蓿绿肥对稻田生态系统的相关研究尚未见报道。因此,本研究结合两种绿肥在上海地区的使用,模拟了4个不同处理:对照(未施氮肥和绿肥)、氮肥(200 kg/hm²)、紫花苜蓿绿肥(3000 kg DM/hm²)+氮肥和蚕豆绿肥(3000 kg DM/hm²)+氮肥,研究苜蓿绿肥对水稻产量和稻田温室气体排放的影响,同时,对DNDC模型进行本地化修正,建立适宜我国长江中下游地区绿肥-水稻轮作生态系统的DNDC模型,结果表明,与对照相比,苜蓿、蚕豆和氮肥处理下的水稻产量分别提高了41.85%,29.81%和25.36%;蚕豆绿肥处理下的CH₄排放量高于苜蓿绿肥处理,温室气体的排放强度在苜蓿绿肥处理下未显著提高。通过对DNDC模型多个参数的调整和模拟,DNDC模型对水稻产量和CH₄排放的模拟值与实测值十分接近,其中,水稻产量实测值和模拟值的决定系数R²为0.89,相对平均误差RMD为-0.8%。大气温度、大气CO₂浓度、土壤有机碳和土壤粘粒对稻田CH₄和N₂O排放十分敏感,其中,大气温度、CO₂浓度和土壤有机碳与CH₄和N₂O的排放强度呈显著的正相关关系,而土壤粘粒与CH₄排放呈显著的负相关关系,本研究结果说明本地化改进的DNDC模型能够准确模拟紫花苜蓿绿肥对水稻产量和稻田温室气体排放的作用效果。     

施用有机肥、化肥对设施番茄土壤N_2O排放的影响

为了研究华北地区设施番茄地土壤N_2O排放特征,本研究设不施肥(CK)、单施化肥(CF)、单施有机肥(CM)及有机肥和化肥混施(DM)4个处理,采用密闭式静态箱—气相色谱法测定了设施番茄有机无机配施对土壤N_2O排放通量的影响。结果表明:基肥施用后到番茄移栽前,由于土壤温度(10℃)和湿度(13.1%)较低,CK和CF处理排放量均较低,无明显的排放高峰,而CM和DM由于施用有机肥出现了较明显的N_2O排放增高的现象;之后随着对棚室内温度和湿度管理的加强,追肥/灌水后均有明显的N_2O高峰,且高峰期内的排放占总排放的54.9%~73.7%。整个生育期CK、CF、CM和DM处理的N_2O排放量分别为6.95,27.73,44.99和112.46kg/hm2,且CF、CM和DM处理的N_2O排放分别比CK增加了2.98,5.47和15.18倍,其N_2O-N排放系数分别为2.8%,4.7%和6.8%。由此可见,番茄移栽前温度对温室番茄生产中N_2O排放特征高于施肥,而施用有机肥处理由于大幅度增加碳源导致其N_2O-N排放系数高于单施化肥处理,因此加强温度和有机肥施用管理是降低番茄温室N_2O排放的重要途径。     

土壤中羟胺和亚硝态氮非生物过程对N_2O排放的贡献

羟胺(NH_2OH)和亚硝态氮(NO_2~--N)均可以通过非生物过程产生N_2O,但是同一土壤中其对N_2O排放的相对贡献尚不明确。本文采用高压灭菌和室内培养方法,测定了采自6个不同地点的农业利用土壤在灭菌和非灭菌条件下添加NH_2OH或NO_2~--N后N_2O的排放量,以研究土壤中NH_2OH和NO_2~--N非生物过程对N_2O排放的相对贡献及其关键因子。结果表明,供试土壤中,NH_2OH非生物过程产生的N_2O贡献介于6%~73%,NO_2~--N非生物过程产生N_2O占的比例为3%~236%;在pH7的衢州茶园、鹰潭旱地、常熟菜地和海伦旱地土壤中,添加NO_2~--N后非生物过程产生N_2O比例大于添加NH_2OH的处理,但是在pH7的常熟果园和封丘旱地土壤中则相反;pH是影响NH_2OH和NO_2~--N非生物过程产生N_2O的关键因子,添加NH_2OH处理中非生物过程产生N_2O占N_2O总排放量的比例与土壤pH呈正相关(p0.05),而在添加NO_2~--N处理中呈负相关(p0.01)。上述结果说明,NO_2~--N在偏酸性土壤中可能主要通过非生物过程产生N_2O,而在偏碱性土壤中主要通过生物过程;NH_2OH则与之相反。