不同形态猪粪储用过程的气态氮损失特征

为探讨不同形态猪粪短期存储和施用全过程的气态氮(N)损失特征,优化猪粪清储模式,以猪粪生浆液(PS)、固液分离液态组分(LF)、固液分离固态组分(SF)和风干猪粪(DM)为研究对象,利用原位气体采集法和盆栽试验,针对粪肥气态氮损失主要形式——NH_(3)挥发和N_(2)O排放,开展了不同形态猪粪存储及施用过程中的气态氮损失特征研究,并比较了4种形态猪粪施用后生菜产量和氮素利用效率(NUE)。结果表明:存储和施用全过程中,各形态猪粪的总气态氮损失达12.4%~20.9%,其中PS最高,SF最低;气态氮损失主要发生在存储/风干过程,占总气态氮损失的58.6%~76.3%。不同形态猪粪存储/施用过程的气态氮损失形态差异显著,在存储过程,LF和DM以NH_(3)挥发为主,分别占存储过程气态氮损失的71.5%和49.8%,而PS(38.0%)和SF(31.4%)的NH_(3)挥发占比相对较低;在施用过程,LF的气态氮损失依然以NH_(3)挥发为主,排放系数达到9.7%,其他形态猪粪NH_(3)挥发排放系数仅为3.3%~3.9%。SF经存储初级发酵后施用的资源化利用模式效果最优,其生菜产量(33.2 t·hm^(-2))及NUE最高,而等N施用下LF和PS对作物生长具有抑制作用。猪粪施用后N_(2)O排放带来的增温潜势达2.01~4.26 t CO_(2)e·hm^(-2),具有较高的温室效应。综上,猪粪的清储模式宜选择干清粪或者固液分离模式,液态部分可通过酸化等方式降低NH_(3)挥发损失,而固态组分可在简单堆肥发酵处理后进行农田资源化利用。

热带森林土壤气态氮损失及其对水分添加的响应

量化土壤气态氮(N)损失对于森林生态系统N循环的研究具有重要作用。然而,关于气态N(特别是N_2)损失及其影响因子的研究相对较少。本文通过室内培养实验,研究了海南尖峰岭热带山地雨林土壤气态N损失及其对水分添加的响应。结果显示:在自然水分条件下,土壤气态N的损失速率相对较小,N_2O和N_2损失速率分别为-0.004～0.03和0～0.022 nmol N·h^(-1)·g^(-1);水分添加后,N_2O和N_2的损失速率分别剧增70倍和40倍以上。土壤气态N的损失也受森林类型及季节变化的影响,次生林土壤气态N损失速率大于原始林,雨季土壤气态N的损失速率大于旱季,但均不存在显著性差异。本研究结果表明,热带森林土壤气态N损失主要受土壤水分含量影响,为了准确估算热带森林土壤气态N损失,应该考虑由全球气候变化导致的强降水事件对土壤气态N损失的影响。

生物炭与木醋液对中度盐土N_(2)O和NH_(3)排放的影响

为探究生物炭与木醋液对盐土尿素氮的硝化过程、N_(2)O排放和NH_(3)挥发的影响,以甘肃中度盐土为研究对象,设置不施尿素对照(CK)、单施尿素(N)、尿素+生物炭(N+B)、尿素+木醋液(N+WV)和尿素+生物炭+木醋液(N+B+WV)5个处理,开展室内好气培养试验。结果表明:(1)各处理在培养0~14 d的表观硝化率均呈上升趋势,其中N+B+WV处理较其他处理铵态氮含量最高、表观硝化率最低,培养后期表观硝化率明显提高;培养结束N+B+WV处理氨氧化细菌(AOB)amoA基因丰度较N处理显著提高,增幅为76.5%,氨氧化古菌(AOA)amoA基因丰度较CK显著降低,降幅为51.5%。(2)与CK相比,N处理N_(2)O和NH_(3)累积排放量显著增加;与N处理相比,N+WV、N+B和N+B+WV处理N_(2)O累积排放量分别增加10.0%、减少9.5%和减少18.2%,氧化亚氮还原酶nosZ基因丰度分别降低9.3%、26.1%和37.7%,NH_(3)累积挥发量分别减少30.5%、28.9%和49.0%。(3)综合计算各处理N_(2)O和NH_(3)排放的温室效应潜能发现,与N处理相比,N+B+WV处理降低温室效应潜能20.0%,减排效果最显著。综上,在中度盐土区采用生物炭与木醋液配施可以有效减少盐土中N_(2)O和NH_(3)排放,有利于减少土壤氮素损失并降低温室效应潜能。

生物炭配施硝化/脲酶抑制剂对亚热带水稻土活性氮气体排放的影响

探究施用生物炭和脲酶抑制剂/硝化抑制剂对亚热带水稻土氮素硝化过程的调控作用、氨挥发和N_(2)O排放的温室效应潜能的影响,确定生物炭与硝化和脲酶抑制剂的最佳组合,可为削减施用氮肥带来的活性氮气体排放对环境的负面风险提供理论依据。本研究采用室内好气培养试验方式,以单施尿素(N)为对照,设置7个试验处理[尿素+生物炭(NB),尿素+硝化抑制剂(N+NI),尿素+脲酶抑制剂(N+UI),尿素+硝化抑制剂+脲酶抑制剂(N+NIUI),尿素+硝化抑制剂+生物炭(NB+NI),尿素+脲酶抑制剂+生物炭(NB+UI),尿素+硝化抑制剂+脲酶抑制剂+生物炭(NB+NIUI)],观测生物炭与脲酶抑制剂(NBPT)/硝化抑制剂(DMPP)配施下土壤无机氮含量、N_(2)O排放及氨挥发的变化动态。结果表明:1)培养期间,与N处理(5.11 mg N·kg^(-1)·d^(-1))相比,NB处理的土壤硝化速率常数显著增加33.9%,N+NI处理显著降低22.9%;NB处理显著提高了氨氧化细菌(AOB)丰度,增幅达56.0%。2)与N处理相比,N+NI和NB+NI处理的NH;累积排放量均显著增加约49%;N+UI处理降低了NH;累积损失量,NB+UI处理抑制效果更明显。3)各处理的N_(2)O排放速率高峰均出现在施肥后前10 d^(-1) NB处理的N_(2)O排放高峰出现最早,N处理排放速率最高(5.87μg·kg^(-1)·h;);硝化抑制剂与脲酶抑制剂配施减少土壤N_(2)O排放的效果最佳。综合计算各处理直接N_(2)O和间接N_(2)O(NH;)排放产生的温室效应潜能(GWP)发现,N+NI和NB+NI处理较N处理分别增加了34.8%和40.9%,而NB和NB+UI处理的GWP显著降低了45.9%和60.5%。因此,生物炭与脲酶抑制剂配施对降低土壤活性氮气体排放所产生的温室效应潜能效果最佳。