三江平原稻田N_2O通量特征

利用静态暗箱-气相色谱法于2004年11月—2005年10月对三江平原稻田进行了全年连续田间原位观测。结果表明,三江平原稻田全年N2O平均通量为0.052mg·m-·2h-1;冻融期N2O通量范围为0.008～0.029mg·m-·2h-1,融冻时排放量显著增加;生长期平均通量为0.059mg·m-·2h-1,施肥后及淹水期间水面落干时各出现了两个明显的N2O排放峰,排水后N2O排放通量较淹水期稍增加,但幅度不大。同时分析了冻融期、生长期N2O通量季节变化特征和日变化特征以及和相关环境因子的关系,分析表明,温度决定了稻田全年N2O排放通量的大小,而水分状况则是影响三江平原稻田N2O排放季节变化特征的主要因素。

退耕土壤的碳、氮固存及其对CO_2、N_2O通量的影响

采样分析陇中黄土高原地区农田退耕种植苜蓿3a、5a、8a后0～5、5～10、10～20cm土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、活性有机碳(SAOC)及矿质氮(NO3-N、NH4-N)含/储量的变化,并用静态箱—气质联用法对样地的CO2、N2O排放通量进行了测定,研究碳氮变化对土壤CO2、N2O排放通量的影响。结果表明:(1)SOC、TN基础含量很低的贫瘠土壤退耕后表现出明显的碳、氮固存效应,有很强碳、氮固存潜力。与未退耕休闲农田相比,退耕3a、5a、8a后0～20cmSOC储量分别提高了9.12%、20.18%、34.39%,SOC平均固存率分别为0.17、0.23、0.25mg/(hm2·a)。TN储量在5～10、10～20cm增加不明显,在0～5cm退耕3a、5a、8a后储量分别提高14.29%,35.71%和64.29%,各退耕年限0～20cmTN平均固存率均为0.2mg/(hm2·a);(2)退耕后各年限草地土壤活性有机碳(SAOC)含量有所增加,但各层含量变化不明显,其增加量远小于SOC的增加,说明退耕初期阶段积累了较多的土壤惰性碳;NO3-N含量增加明显,0～5、5～10cm土壤各退耕年限含量达5%的显著性差异,但退耕前后NH4-N含量无明显变化。(3)土壤CO2通量与SOC含量、SAOC含量、TN含量及N2O通量显著正相关;N2O通量与SOC含量、矿质氮含量及CO2通量显著正相关。说明在环境因素稳定的条件下,退耕后土壤碳、氮含量的增加会导致CO2、N2O排放的加剧,表现出大气CO2、N2O的"源"效应。

巢湖流域河流沉积物N_2O释放对水体溶存N_2O贡献研究

2010年11月在巢湖支流丰乐河与杭埠河采用现场培养和实测方法研究了沉积物N2O释放对水体(水柱)溶存N2O的影响,并采用NO-3削减法估算了沉积物的反硝化速率。研究结果表明,丰乐河与杭埠河N2O平均溶存浓度分别为0.26±0.10(SD)μgN-N2O·L-1和0.18±0.04(SD)μgN-N2O·L-1,饱和度分别为186%和151%,表明两条河流为大气N2O的潜在释放源。丰乐河与杭埠河沉积物-水界面N2O平均释放通量分别为0.39±0.44、0.15±0.16μgN-N2O·m-2·h-1,由此可分别贡献水体中约89%和45%的溶存N2O。对河流沉积物的反硝化速率估算结果表明,丰乐河与杭埠河沉积物反硝化速率分别为0.12±0.07、0.10±0.05mgN·m-2·h-1,与已有的沉积物反硝化速率报道相比较低。

有机碳源对森林土壤真菌/细菌活性产生的N_2O通量的影响

以中亚热带罗浮栲天然林(JCF)和杉木人工林(JCL)土壤为对象,采用室内培养方法,探讨了2种水分条件(90%WHC、60%WHC)下,外加有机碳源对森林土壤真菌/细菌活性产生的N_2O通量的影响。碳源(P=0.000 1)、水分条件(P=0.065)对N_2O排放影响显著,对森林类型影响不显著(P=0.436),水分和森林类型有显著的交互作用(P=0.039)。葡萄糖、甘露醇对土壤N_2O通量都有显著的促进作用或倾向,且前者促进作用大于后者,但是草酸盐却有减少土壤N_2O通量的倾向。真菌活性引起的N_2O排放普遍出现在添加葡萄糖(C-G)、甘露醇(C-M)的处理中,个别存在于添加草酸盐(C-O)的处理中(如JCF的60%WHC)。在JCF的90%WHC及60%WHC的水分条件下,添加真菌抑制剂的葡萄糖处理(F-G)、和甘露醇处理(F-M)的土壤N_2O通量比相应对照的C-G、C-M分别减少了77.69%、77.15%(P<0.01)和73.86%,61.43%(P<0.01)。在JCF的60%WHC的水分条件下,F-O处理的土壤N_2O通量比C-O减少了40.46%(P<0.01);在JCL的90%WHC及60%WHC的水分条件下,添加细菌抑制剂的葡萄糖处理(L-G)、和甘露醇处理(L-M)的土壤N_2O通量比相应对照C-G、C-M分别减少了72.76%(P<0.01)、59.50%(P<0.05)和66.19%、74.12%(P<0.05)。在JCF的90%WHC及JCL的90%WHC的水分条件下,L-G、L-M处理的土壤N_2O通量比C-G、C-M处理分别减少了57.72%(P<0.01)、48.94%(P<0.01)和31.68%(P<0.01)、52.27%(P<0.05)。上述结果说明真菌在该土壤N_2O排放中比细菌具有更重要作用。细菌活性引起的N_2O排放主要存在于90%WHC条件下L-G、L-M的处理中,真菌活性引起的N_2O排放在2种水分条件下的C-G、C-M处理中都存在,说明细菌在高水分条件下对土壤N_2O的产生有重要作用,而真菌活性起作用的水分范围更广。

不同灌水模式和施氮处理下稻田N_2O排放通量及其与硝化-反硝化细菌数量的关系

为获得减少稻田N_2O排放的合适灌溉模式和施氮管理,通过大田试验,研究了不同灌溉方式和施氮处理对生育期内稻田N_2O排放通量和不同时期土壤无机氮含量和硝化-反硝化细菌数量的影响,并分析了采样当天稻田N_2O排放通量与无机氮含量和硝化-反硝化细菌数量的关系。试验设3种灌溉方式,即常规灌溉(CI)、"薄浅湿晒"灌溉(TI)和干湿交替灌溉(DI),以及2种施氮处理,即全部施用尿素(RN1)和50%尿素+50%猪粪(RN_2),2种施氮处理氮用量相同。相同施氮处理下,TI模式可以降低稻田N_2O排放;DI和TI模式土壤无机氮含量、硝化细菌数量和亚硝化细菌数量较CI方式高,而CI和TI模式土壤反硝化细菌数量较DI模式高。相同灌水模式下,RN1处理可显著降低稻田N_2O排放,且RN1处理土壤无机氮含量、硝化细菌数量、亚硝化细菌数量和反硝化细菌数量较RN_2处理低。稻田N_2O排放通量与土壤反硝化细菌、硝化细菌数量和NH_4^+-N含量之间均呈极显著正相关关系(r≥0.309,P<0.01),且土壤NH_4^+-N含量与硝化细菌数量和反硝化细菌数量之间也均呈极显著正相关关系(r≥0.555,P<0.01)。因此,"薄浅湿晒"灌溉和尿素处理可以降低稻田N_2O排放,且稻田N_2O排放通量受到土壤NH_4^+-N含量、反硝化细菌数量和硝化细菌数量的综合影响。

模拟SO_4^(2-)沉降对闽江口淡水感潮野慈姑湿地N_2O通量的影响

选取闽江口塔礁洲淡水感潮野慈姑(Sagittaria trifolia L.)湿地为研究对象,2015年12月—2016年10月,每月小潮日原位定期向实验样地施加2个沉降量水平的硫酸钾溶液:S60(60 kg·hm-2·a-1)和S120(120 kg·hm-2·a-1),运用静态箱-气相色谱法研究模拟硫酸根沉降对河口区淡水感潮湿地N2O通量的影响及主要环境影响因子.对照、S60和S120 3个处理下N2O通量分别为(58.06±23.07)、(23.50±22.85)和(20.75±7.83)μg·m-2·h-1,年尺度上,S120处理显著降低N2O通量(p<0.05),S60处理与CK处理差异不显著(p>0.05).闽江口淡水感潮野慈姑湿地整体上表现为大气中N2O源.野慈姑湿地N2O排放通量与间隙水盐度呈显著负相关关系.研究表明,对于亚热带河口区淡水感潮野慈姑湿地,施加量为120 kg·hm-2·a-1的模拟硫沉降显著降低其N2O排放通量.