接种氧化亚氮(N_(2)O)还原细菌YSQ030对复垦土壤N_(2)O排放和氮循环关键功能基因的影响

复垦土地是重要的后备土地资源,但通常土壤结构差、有机质和养分含量低;增施有机肥是快速提升地力的关键途径,但会造成温室气体如氧化亚氮(N_(2)O)的大量排放.接种具有N_(2)O还原功能的植物根际促生菌(PGPR)不仅能够减少温室气体排放,还能促进作物生长.本研究以一株具有N_(2)O还原功能的PGPR反硝化无色杆菌(Achromobacter denitrificans)YSQ030为供试菌株,明确接种YSQ030对施用有机肥的复垦土壤N_(2)O排放和氮循环关键功能基因的影响.通过设置施用有机无机复混肥和羊粪有机肥的土壤微宇宙试验,利用气相色谱仪分析接种YSQ030后土壤N_(2)O排放通量,进一步计算累积排放量;在试验结束后分析土壤pH、EC(电导率)、硝态氮和铵态氮含量,并利用实时荧光定量PRC分析土壤硝化功能基因(AOA amoA和AOB amoA)和反硝化功能基因(nirS、nirK、nosZⅠ和nosZⅡ)的丰度.结果显示,施用有机无机复混肥和羊粪有机肥的土壤中接种YSQ030明显减少复垦土壤N_(2)O排放,N_(2)O排放量最大减少分别达90.4%和30.6%.施用有机无机复混肥处理的N_(2)O排放量远高于施用羊粪有机肥处理,这可能是由于施用有机无机复混肥的土壤与施用羊粪有机肥的土壤相比,土壤中编码反硝化细菌N_(2)O还原酶基因nosZⅠ和非典型反硝化细菌N_(2)O还原酶基因nosZⅡ基因丰度较低.施用有机无机复混肥均显著降低土壤硝化和反硝化功能基因丰度,而施用羊粪有机肥对土壤硝化和反硝化功能基因丰度大多没有明显影响.本研究表明,接种YSQ030能够减少施用有机肥土壤的N_(2)O排放,将为复垦土壤地力提升和N_(2)O减排提供科学依据,也将为研发新型微生物肥料或生物有机肥提供核心菌种资源.

增温和秸秆还田对黑土农田土壤氮素有效性和N_2O通量的影响

土壤氮转化速率决定着土壤供氮能力,除受到温度的影响,还受到底物有效性的影响。然而,在农田生态系统中,关于土壤氮素有效性和N_2O通量对气候变暖和秸秆还田耦合的响应研究仍不足。本研究在东北黑土区进行增温和秸秆还田试验,采用离子交换树脂膜和静态暗箱法,原位监测0~20 cm土层土壤铵态氮、硝态氮有效性和氧化亚氮(N_2O)通量,探究增温和秸秆还田对农田黑土氮转化的影响。结果表明:增温、秸秆还田没有显著影响土壤氮有效性,但其在不同时期存在显著差异。秸秆还田显著增加了N_2O通量,且7月增温和秸秆还田处理对N_2O通量具有显著交互作用。在不增温条件下,秸秆还田使N_2O显著提升了109%;在增温条件下,秸秆还田使N_2O显著下降了2%。增温、秸秆还田和取样月份对N_2O通量也具有显著交互作用。研究结果有利于评估全球气候变暖背景下秸秆还田对农田生态系统氮周转的调控作用,对研究黑土氮循环过程具有重要参考价值。

澜沧江(云南段)水-气界面氧化亚氮释放通量时空分布特征及其影响因素研究

温室气体浓度上升导致全球气候变暖已成为国际社会关注的焦点。氧化亚氮(N_(2)O)作为痕量温室气体,在全球气候变暖过程中扮演着重要的角色。河流和水库被认为是N_(2)O释放的活跃区域,然而目前研究多集中在对单一河流或水库的监测,对大范围河库系统的N_(2)O研究仍相对欠缺。选取澜沧江(云南段)流域作为考察对象,在2022年4月、8月采用悬浮箱采集24个点位的水-气界面的气体样品,并于实验室通过气象色谱仪检测气样氧化亚氮浓度,探究该流域干支流N_(2)O释放通量的时空分布特征;同时,测定了水体水环境参数,解析其时空差异的环境影响因素。结果表明,1)在时间尺度上,澜沧江(云南段)旱季N_(2)O通量均值低于雨季。旱季N_(2)O通量均值为0.10 mg·m^(-2)·d^(-1),雨季为0.18 mg·m^(-2)·d^(-1),其中旱季干流均值为0.11 mg·m^(-2)·d^(-1),支流为0.05 mg·m^(-2)·d^(-1);雨季干流均值为0.18 mg·m^(-2)·d^(-1),支流为0.15 mg·m^(-2)·d^(-1)。2)在空间尺度上,N_(2)O通量沿程整体呈现释放量递增的趋势。干流N_(2)O通量均值为0.15 mg·m^(-2)·d^(-1),支流为0.10 mg·m^(-2)·d^(-1),干流N_(2)O通量高于支流。水库坝上N_(2)O通量均值为0.02 mg·m^(-2)·d^(-1),坝下为0.31 mg·m^(-2)·d^(-1),水库坝下N_(2)O通量值是坝上的15.5倍,水库发电下泄高速水流加速了水-气界面N_(2)O释放。3)澜沧江水-气界面N_(2)O通量与水温(WT)(r=0.341,P=0.009)、氨氮(NH4^(+))(r=0.384,P=0.004)和流速(r=0.283,P=0.026)呈显著正相关关系,与溶解氧(DO)(r=-0.420,P=0.001)呈显著负相关关系,表明在高WT、低DO、高NH4^(+)和高流速条件下有利于N_(2)O产生与释放。研究结果揭示澜沧江(云南段)河库系统氧化亚氮释放通量时空分布特征以及影响因素,为流域温室气体排放评估提供数据支持和科学依据。

湖滨带温室气体氧化亚氮(N_2O)排放研究

利用不锈钢气体采集箱,在太湖梅梁湾湖区，沿水体至陆地方向对植被型和裸露型湖滨带进行温室气体N2O的原位排放观测。结果发现两种类型湖滨带N2O排放均显著高于临近的开阔水体，可以达到10-100倍，水位变幅区是湖滨带温室气体N2O排放的峰值区，是陆向和水向辐射区的5-10倍。在观测期间,N2O排放通量的范匍为-159．2—1565．6μg·m^-2·h^-1，具有明显的时空梯度变化，时间上，9月份最高，随着气温的下降和芦苇的衰亡而逐渐减少，在1月份最低；空间上，自水向辐射区至陆向辐射区，先逐渐升高，在水位变幅区达到峰值，然后再降低。该结果初步说明了湖滨带是温室气体N2O的一个极其重要的排放源．而目前IPCC对水体N2O排放的估算可能存在很大的疏漏；同时也从一定程度上反映了湖滨带是湖泊脱氮的重要区域。其对缓解湖泊氮污染起到了举足轻重的作用。

不同盐度滨海盐渍土壤N_(2)O排放特征

[目的]滨海盐渍土壤作为耕地的后备资源,具有强大的生产潜力,科学改良应用盐渍土壤的同时综合考量温室气体的排放,有利于实现经济-环境的双赢。探究不同盐度滨海盐渍土N_(2)O排放规律特征,可为后续盐渍土壤盐度管控和温室效应的应对提供科学依据。[方法]采集自然形成的不同盐度梯度的滨海盐渍土壤进行室内培养试验,土壤盐度分别为0.96、2.57、4.04和15.23 mS·cm^(-1),并依次命名为Y1、Y2、Y3、Y4,采用气相色谱动态监测土壤N_(2)O的排放特征。[结果]不同盐分浓度影响下盐渍土壤N_(2)O累积排放量存在显著差异,当土壤盐度为0.96~4.04 mS·cm^(-1)时,随着盐度上升,土壤N_(2)O排放量下降;当盐度达到15.23 mS·cm^(-1)时,N_(2)O再次被刺激产生,排放量(2598.94μg·kg^(-1))仅次于轻度盐渍土(5384.17μg·kg^(-1))。盐度的增加给土壤微生物生存带来压力,氨氧化细菌AOB相较于古菌AOA更易受到盐分的影响,在轻、重度盐渍化土壤(Y1、Y2、Y3)中AOA仍能保持较高丰度;而在高盐分土壤(Y4)中,AOA和AOB的相对丰度受到抑制,阻碍了硝化作用的进行。盐度梯度影响下N_(2)O累积排放量还与反硝化潜势(PDR)呈显著正相关。当盐度持续增加,土壤类型划分为盐土(Y4)时,nosZ基因丰度显著降低,N_(2)O还原作用减弱,使得Y4盐渍土中的氮素最终以N_(2)O的形式排放。[结论]盐度梯度影响滨海盐渍土壤硝化和反硝化进程,二者共同促进了土壤氮素的转化,造成N_(2)O排放的差异。当EC_(2.5∶1)为0.96~4.04 mS·cm^(-1)时,盐度的提高限制硝化、反硝化作用的速率,表现出N_(2)O的减排;当盐分分类达到盐土标准时,由硝化作用产生的N_(2)O减少,由反硝化作用(异养反硝化和硝化细菌反硝化)产生的N_(2)O成为盐土土壤的主要温室气体排放来源。

我国东部典型内源和外源性静态水体N_(2)O排放与生态系统呼吸的关系初探

内陆水体是大气中N_(2)O的重要排放源,受到国内外广泛关注,为了探讨水生生态系统中水体N_(2)O排放通量与生态系统呼吸的响应关系,本研究以我国东部典型外源性和内源性静态水体为研究对象,在2022年4月29日-5月4日对10个表层水体N_(2)O排放通量和生态系统呼吸指标进行测定,结合贝叶斯方法初步探讨了水体N_(2)O排放通量和生态系统呼吸之间的关系。结果表明:外源性水体N_(2)O排放通量和生态系统呼吸均显著高于内源性水体(P<0.05),水体N_(2)O排放通量与CO_(2)排放通量和BOD5均呈显著正相关关系(P<0.05)。通过贝叶斯方法构建了水体N_(2)O排放通量与生态系统呼吸(CO_(2)和BOD_(5))之间的数学模型,可解释水体N_(2)O排放通量变异性的61%~71%,并且明确了模拟结果的不确定性。此外,本研究进一步区分了内源性水体与外源性水体N_(2)O排放通量和生态系统呼吸的关系,在内源性水体中,N_(2)O的产生受碳源限制的影响大于氮源限制,而在外源性水体中N_(2)O排放通量与CO_(2)排放通量的耦合关系大于内源性水体。研究表明,生态系统呼吸与水体N_(2)O排放通量间有很强的响应关系,本研究为区域水体N_(2)O排放通量估算方法和生态系统呼吸耦合机制研究提供了基础。

施氮对陇中黄土高原旱作麦田N_(2)O和CO_(2)排放的影响

【目的】探究陇中黄土高原半干旱区旱作麦田土壤N_(2)O和CO_(2)排放对不同施氮量的响应,阐明旱作麦田N_(2)O和CO_(2)排放特征及其主要影响因素,以期为该地区旱作麦田温室气体减排和氮肥管理提供依据。【方法】以陇中黄土高原旱作麦田为研究对象,采用大田定位试验和室内指标测定相结合的方法,布设CK(不施肥)、LN(低量氮肥)、MN(中量氮肥)和HN(高量氮肥)共4个施氮梯度,分析不同施氮量对旱作麦田土壤硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、有机碳(SOC)、土壤温度、含水量及土壤N_(2)O和CO_(2)排放的影响。【结果】0~10 cm土层土壤中,HN、MN、LN较CK处理,NO_(3)^(-)-N平均含量增幅为21.55%、26.06%和34.11%;NH_(4)^(+)-N平均含量增幅为21.77%、31.42%和39.20%;SOC平均含量增幅为20.43%、25.80%和35.9%。HN、MN、LN较CK处理,N_(2)O累计排放量增幅为78.63%、130.47%、217.51%;CO_(2)累计排放量增幅为5.73%、10.63%、21.75%。皮尔逊相关关系表明,不同施氮处理中,麦田0~10 cm土层土壤中NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N和SOC平均含量与N_(2)O、CO_(2)累计排放量呈极显著正相关关系(P<0.001),土壤温度与N_(2)O和CO_(2)累计排放量呈显著正相关关系(P<0.05),土壤含水量与N_(2)O累计排放量呈显著的负相关关系(P<0.05),与CO_(2)累计排放量相关关系不显著。【结论】施氮可以增加黄土高原旱作麦田表层土壤中NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N和SOC含量,进而增加了N_(2)O和CO_(2)累计排放量,是该地区麦田N_(2)O和CO_(2)排放的主要驱动因子,表层土温和土壤含水量也一定程度上影响着N_(2)O和CO_(2)的排放。

成都地区稻田CH_(4)和N_(2)O排放特征研究

稻田是农业温室气体甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)的重要排放源,研究稻田CH_(4)和N_(2)O的排放特征和排放规律,对探究农业减排固碳具有重要的支撑作用。选取四川省成都地区主要推广种植的水稻品种,利用静态箱法和气相色谱分析法,监测水稻生长期内稻田温室气体排放情况,研究稻田CH_(4)和N_(2)O排放特征及排放规律。研究结果表明,本试验籼稻温室气体排放量较大,产量高,为实现减排固碳效果,需在保持水稻高产的情况下,研究适合当地的田间管理措施,以减少温室气体排放。

兴安落叶松天然林土壤N_(2)O通量对土壤温度和湿度的响应

【目的】探究兴安落叶松天然林土壤N_(2)O通量、土壤温度、土壤湿度昼夜和不同月份的变化特征,进一步阐明土壤温度和湿度对土壤N_(2)O通量的调控机制。【方法】采用便携式N_(2)O/CO CM-919气体分析仪,于2021年生长季(6-9月)对兴安落叶松天然林土壤N_(2)O通量和不同土层(2,10,20 cm)的土壤温度和湿度进行定点连续观测,分析土壤N_(2)O通量对土壤温度和土壤湿度的响应。【结果】(1)兴安落叶松天然林土壤N_(2)O通量呈“夜大昼小”的日变化特征,8月中旬是土壤N_(2)O的“强排放”时期,月平均排放通量为7.67μg/(m^(2)·h)。(2)当土壤日均温高于15℃或昼夜温差较大(2.96~17.22℃)时,土壤温度对土壤N_(2)O日排放通量发挥重要影响。当土壤日均湿度低于20%时,土壤N_(2)O通量随湿度增加而增强;当土壤湿度处于20%~30%或增至30%以上时,对土壤N_(2)O通量的抑制作用较明显,湿润环境减弱了N_(2)O的排放。(3)土壤温度和湿度都是影响土壤N_(2)O通量月变化的主要环境因素,并存在显著的交互作用。【结论】在生长季内,兴安落叶松天然林土壤基本是N_(2)O的排放源,10 cm土层土壤温度和湿度对土壤N_(2)O月通量变化影响显著,2 cm土层土壤温度和20 cm土层土壤湿度对土壤N_(2)O日通量变化线性拟合解释率较高。

油松人工林土壤N_(2)O排放通量的昼夜变化规律及其影响因子

在全球气候变暖的背景下,揭示大青山油松人工林全年土壤N_(2)O排放通量的昼夜变化规律,基于土壤N_(2)O排放通量观测的日动态数据,确定最佳的日采样时段,为精确评估区域土壤N_(2)O排放通量提供基础数据。采用静态箱-气相色谱(GC)法,对大青山油松人工林2020—2021年生长季和冻融期土壤的N_(2)O排放通量进行野外原位观测。结果表明:1)生长季(2020年6—9月),观测日土壤N_(2)O排放通量平均值都出现在当日的15:00—17:00时段内;冻融期(2020年11月至翌年3月),观测日8:00—12:00时段的观测值接近土壤N_(2)O排放通量的日平均值。2)2021年,观测日土壤N_(2)O排放通量平均值出现在7月当日的7:00—9:00时段内及6—9月当日的15:00—17:00时段内。根据研究结果确定了大青山地区油松人工林土壤N_(2)O排放通量的最佳取样时间为生长季的上午9:00或下午15:00,冻融期的上午8:00,获得的通量值经过矫正后可代表当日土壤N_(2)O平均排放通量;根据生长季和冻融期温度与土壤N_(2)O排放通量效应值的分析结果,确定温度为影响大青山地区油松人工林土壤N_(2)O排放通量的重要因素。

不同载畜率下荒漠草原N_(2)O通量的研究

气候变化是目前人类面临的重要环境问题,N_(2)O是重要的温室气体之一。为探究不同载畜率对短花针茅荒漠草原N_(2)O通量的影响,于2019年6~9月,在内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原长期放牧平台(2004年开始),设置不放牧(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)4个载畜率水平载畜率分别为0、0.91、1.82、2.71羊单位/(hm^(2)·半年),测定土壤温度、土壤含水量、土壤pH值、土壤紧实度及N_(2)O通量。结果表明:不同载畜率处理下N_(2)O通量的月动态不同;取样时间对土壤温度、土壤含水量和硝态氮含量影响显著(P<0.05);放牧显著降低土壤含水量(P<0.05),增加土壤紧实度(P<0.05),但放牧对土壤温度和pH值的影响不显著;LG处理下N_(2)O通量显著低于CK、MG和HG处理(P<0.05),MG和HG处理N_(2)O通量与CK差异不显著;N_(2)O通量与土壤含水量呈显著负相关(P<0.05),与土壤温度呈显著正相关(P<0.05),与土壤紧实度呈负相关。

华北落叶松人工林土壤CH_(4)和N_(2)O通量变化及其对土壤温度响应

文章研究了大青山华北落叶松人工林土壤CH_(4)和N_(2)O通量变化特征。华北落叶松人工林5~9月土壤是大气CH_(4)汇(吸收)和大气N_(2)O源(排放)。CH_(4)通量范围为-132.11~-12.64μg·m^(-2)·h^(-1),平均值为-79.10μg·m^(-2)·h^(-1)。N_(2)O通量范围为1.59~22.83μg·m^(-2)·h^(-1),平均值为8.10μg·m^(-2)·h^(-1)。华北落叶松人工林5~9月土壤月均CH_(4)通量大小顺序为7月>5月>8月>9月>6月;土壤月均N_(2)O通量值大小顺序为8月>6月>5月>7月>9月。CH_(4)通量变化与土壤温度呈显著负相关(P<0.05);土壤CH_(4)通量Q_(10)范围为1.83~2.81。N_(2)O通量变化与土壤温度未表现出显著相关性,土壤N_(2)O通量Q_(10)范围为1.06~1.53。土壤CH_(4)通量对土壤温度的变化敏感性高于土壤N_(2)O通量。CH_(4)通量和N_(2)O通量的相关性未达显著水平。

藻型湖区氧化亚氮排放特征及其影响因素

湖泊等内陆水体是大气N_(2)O潜在的重要排放源,也是全球N_(2)O收支估算的重要组成部分。目前全球湖泊普遍面临富营养化和蓝藻暴发等问题,明晰藻型湖泊N_(2)O排放强度及其环境影响因子对准确估算湖泊N_(2)O排放和预测其未来变化至关重要。本研究选择太湖藻型湖区为研究对象,同时选取人为活动影响较小的湖心区作为对比区域,基于2011年8月至2013年8月为期2年的逐月连续观测,探讨藻型湖区N_(2)O排放特征及其影响因素。结果表明,藻型湖区呈现极强的N_(2)O排放,其排放通量为(4.88±3.05) mmol/(m^(2)·d),是参考区域(湖心:(2.10±4.31) mmol/(m^(2)·d))的2倍多。此外,在藻型湖区中不同点位N_(2)O排放差异显著,受河流外源输入影响,近岸区是N_(2)O的热点排放区,其年均排放通量高达10.93 mmol/(m^(2)·d)。连续观测表明N_(2)O排放具有显著的季节变化模式,但在不同区域调控N_(2)O排放时间变化的因子有所不同。其中,近岸区N_(2)O排放主要受氮负荷影响,其他区域N_(2)O排放变化受水温和氮负荷等多因子影响。氮素富集是藻型湖区N_(2)O高排放的直接原因,水体氮负荷可以作为N_(2)O排放热点的重要指示因子。但藻型湖泊N_(2)O排放极其显著的时空变异等在未来研究中应得到更多关注。

冬季九龙江河口表层水体N_2O分布特征及海气通量的初步研究

氧化亚氮（N2O）因其强温室效应和潜在的臭氧破坏作用备受关注.大量研究显示河口区域,特别是人为氮源输入影响严重的区域是N2O的重要源区.随着氮肥施用量的快速增加,中国大陆河口区域对全球N2O收支势必有较大的贡献.本文研究了2009年冬季九龙江口表层水N2O浓度的分布特征及其影响因素,并评估了其海气通量.研究结果显示,冬季九龙江河口表层水体N2O浓度从盐度低至0.3时的81.7±1.7 nmol/dm3下降至盐度为27.2时的14.1±0.2 nmol/dm3,相应盐度下其饱和度分别为754%和138%;九龙江河口为大气N2O的强源区.与NO3-N、NO2-N、NH4-N等营养盐浓度的分布特征相比较可推测,2009年冬季N2O在九龙江河口的混合过程中呈不保守状态,部分N2O可能通过海气混合过程从水体迁移出.N2O的海气通量呈由高盐处向低盐处递增的趋势,变化范围在3~94μmol/（m2.d）之间.

增温对秦岭温带森林土壤N_(2)O通量的影响

为探讨气候变暖对温带森林土壤N_(2)O通量的影响,在秦岭火地塘林区锐齿栎林内利用开顶式增温装置对土壤进行2 a的增温模拟试验,分析增温条件下土壤N_(2)O通量的变化规律和土壤特性对N_(2)O通量的影响。结果表明:增温处理使锐齿栎林土壤N_(2)O通量增加了13.9%,年排放量(1.88±0.57)kg/(hm^(2)·a),其中显著增加了春季和夏季土壤N_(2)O通量。增温处理对土壤碳氮含量影响显著,与对照相比,土壤硝态氮含量平均增加8.4%,土壤有机碳和全氮含量分别下降了30.1%、34.9%,C/N提高了7.5%。土壤N_(2)O通量与土壤温度、含水量、硝态氮含量,呈显著的正相关(P<0.05),与土壤有机碳含量呈显著负相关(P<0.05)。土壤温度和硝态氮含量可以解释土壤N_(2)O通量变异的70%以上,土壤含水量可以解释变异的39.5%。因此,土壤温度和硝态氮含量是影响土壤N_(2)O通量的关键因子,未来气候变暖会增加秦岭锐齿栎林土壤N_(2)O的排放。

秸秆还田对关中地区麦玉轮作田N_(2)O排放的短期效应

【目的】分析环境因子和土壤N_(2)O排放对短期秸秆还田的响应,以更准确地评价化肥施用下短期秸秆还田的增减排效益。【方法】于2020—2021年在关中地区开展了小麦–玉米轮作田间试验。采取双因素裂区设计,主处理为秸秆还田(W1)与不还田(W0),副处理为不施肥(W1、W0)、施氮肥(W1N、W0N)和施氮磷肥(W1NP、W0NP)。测定了土壤含水量、温度、NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N、速效磷含量及N_(2)O排放通量,调查了作物产量,并探讨了土壤N_(2)O排放与环境因子之间的关系。【结果】相比W0,W1处理土壤含水量提高了1.1%~16.2%;W1N处理的土壤NO_(3)^(-)-N含量峰值较W0N高17.6%~30.5%。4个施肥处理的土壤NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N含量随生育时期推进先迅速上升,然后缓慢下降,施氮肥处理的土壤NO_(3)^(-)-N峰值比施氮磷肥处理高17.0%~20.8%。W1NP与W0NP处理土壤的速效磷含量随生育期推进先上升后缓慢下降,平均速效磷含量显著高于处理W0、W1、W0N和W1N(P<0.05)。冬小麦季和夏玉米季分别在施肥后第6和第12天土壤N_(2)O排放通量达到峰值。W1N、W1NP的土壤N_(2)O排放峰值分别比W0N、W0NP高5.0%和38.5%,全年累计排放量分别比W0N、W0NP高291.13和379.99 g/hm^(2)(P<0.05);W1N处理的土壤N_(2)O全年累计排放量比W1NP处理高298.14 g/hm^(2),W0N处理的土壤N_(2)O全年累计排放量比W0NP高386.99 g/hm^(2),施氮磷肥处理的排放峰值比施氮肥处理低2.43%~54.67%。相关性分析发现,N_(2)O排放通量与土壤温度、含水量、NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N、速效磷含量呈极显著正相关(P<0.01)。各处理N_(2)O排放强度表现为:相同秸秆还田条件下,施氮肥>施氮磷肥>不施肥处理;相同施肥条件下,秸秆还田>不还田处理。【结论】不论是否秸秆还田,氮磷肥配施均提高了土壤速效磷含量,降低了NO_(3)^(-)-N峰值,因而降低了N_(2)O年累积排放量。秸秆还田后短期内虽然也提高了土壤速效磷含量,但其较高的土壤含水量和NO_(3)^(-)-N含量导致更高的N_(2)O排放通量和农田N_(2)O累计排放量。因此,评价秸秆还田在农业可持续发展中的生态与生产效益时,也应考虑其还田后短期存在的不利影响。

甘蔗节水高产和蔗田氧化亚氮减排的滴灌施肥模式

为获得甘蔗高产、节水和氧化亚氮(N_(2)O)减排的滴灌施肥模式以及探讨不同滴灌施肥模式如何影响蔗田土壤氧化亚氮排放的相关因子。田间试验设2种滴灌灌水量水平:W1:苗期和成熟期控制在60%~70%田间持水量(θf),分蘖期和伸长期控制在70%~80%θf;W_(2):苗期和成熟期控制在70%~80%θf,分蘖期和伸长期控制在80%~90%θf,以及2种滴灌施肥水平(D_(1):N 250 kg/hm^(2),P_(2)O_(5)150 kg/hm^(2),K_(2)O 200 kg/hm^(2)和D_(2):N 300 kg/hm^(2),P_(2)O_(5)180 kg/hm^(2),K_(2)O 240 kg/hm^(2))。测定不同处理甘蔗产量、水分利用效率、4个不同生育期(苗期、分蘖期、伸长期、成熟期)蔗田土壤N_(2)O排放通量,铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)含量以及脲酶(URE)、硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)和羟胺还原酶(HyR)活性,分析蔗田土壤N_(2)O排放通量与无机氮含量和相关酶活性的关系。W_(2)D_(1)处理甘蔗产量最高,达到97.0 t/hm^(2)。W1D_(2)和W_(2)D_(1)处理水分利用效率较好,分别达到21.46 kg/m^(3)和20.59 kg/m^(3)。在分蘖期,所有处理土壤NR、NiR和HyR活性基本达到最大值,其中W_(2)D_(1)处理反硝化酶活性较高。蔗田土壤N_(2)O排放通量与URE和NiR活性之间呈显著正相关,相关系数分别为0.502和0.709,与NO_(3)^(-)-N含量和NR活性之间呈显著负相关,相关系数分别为-0.581和-0.591,说明蔗田土壤NO_(3)^(-)-N含量、URE、NR和NiR活性显著影响N_(2)O的排放通量。W_(2)D_(1)处理(苗期和成熟期70%~80%θf,分蘖期和伸长期80%~90%θf,以及N 250 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5)150 kg/hm^(2)、K_(2)O 200 kg/hm^(2))是最佳滴灌施肥模式,可以提高甘蔗产量和水分利用效率,且对N_(2)O的减排有重要的意义。

施氮水平对不同株型水稻品种N_2O排放通量的影响

以穗型直立的紧凑型水稻品种沈农07425和穗型弯曲的松散型水稻品种秋光为材料,在不同施氮水平下研究两种株型水稻品种的N_2O排放通量。结果表明,不同株型品种间N_2O排放通量差异显著,紧凑型沈农07425的N_2O排放通量远小于松散型秋光。不同株型品种N_2O排放通量随施氮量的变化存在差异。沈农07425的N_2O排放通量随着施氮量提高而增加,高氮处理下N_2O排放通量最大,秋光的N_2O排放通量则在中氮处理下达到最大值。

艾比湖湿地典型植物群落土壤剖面CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O扩散通量研究

于2015年10月-2016年9月在艾比湖湿地鸟岛站,选取典型植物群落芦苇(Phragmites communis)、柽柳(Tamarix chinensis)和裸地对照组,每个月份通过气体原位采集系统对4个不同深度(0-10、10-20、20-40、40-60 cm)的土壤CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O进行采集,利用气相色谱仪法分析其不同深度土层温室气体排放特征及其与环境因子的关系。结果表明,芦苇和裸地土壤剖面CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O扩散通量呈现夏秋高于冬春特点,柽柳土壤剖面CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O扩散通量季节变化小,而芦苇土壤夏季的CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O扩散通量分别占年排放量的56.52%、86.90%和52.10%,但各季节之间无显著差异(P>0.05)。芦苇、柽柳和裸地均表现出深层土壤CO_(2)和N_(2)O扩散通量高于浅层土壤的空间分布特征,20-40 cm土层显著高于其他土层,而土壤剖面CH_(4)扩散通量在各样地、各土层之间均无明显差异。土壤剖面CO_(2)、N_(2)O扩散通量在不同样地、不同土层之间存在显著的交互作用(P<0.05),且不同样地之间芦苇土壤剖面CO_(2)、N_(2)O扩散通量显著高于柽柳和裸地。芦苇、柽柳和裸地土壤剖面CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O与环境因子相关分析表明,土壤温度、土壤含水量、土壤有机碳对土壤CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O扩散通量影响最大,其次为空气温湿度、土壤铵态氮和土壤硝态氮,而土壤盐分和土壤全磷对土壤CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O扩散通量的影响则不明显。

春季西北太平洋水体中甲烷和氧化亚氮的分布及海气交换通量

于2010年5—6月搭乘日本KH10-1航次,对西北太平洋两个不同深度站位甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)的垂直分布及海气交换通量进行了研究。结果显示:研究海域表层海水中CH4和N2O浓度分别为(2.55±0.22)nmol/L和(7.50±1.11)nmol/L,饱和度分别为126%和116%,均处于轻度过饱和状态。在垂直方向上,CH4浓度分布呈现次表层极大的特征,次表层以下CH4浓度随深度增加逐渐减小。CH4次表层极大值可能是由于细菌利用甲基化合物进行好氧产生和在悬浮颗粒物、浮游动物或其他海洋生物肠道内厌氧微环境产生的综合作用造成的。N2O浓度随深度的增加而增大,在跃层下部达到最大值,N2O与溶解氧的垂直分布呈镜像关系。水体中N2O主要通过硝化过程产生。利用LM86和W92公式计算得到CH4的海气交换通量分别为(0.76±0.57)μmol/(m2·d)和(1.57±0.67)μmol/(m2·d),N2O的海气交换通量分别为(1.96±0.24)μmol/(m2·d)和(3.08±0.38)μmol/(m2·d),因此西北太平洋是大气CH4和N2O的净源。