减氮对华北地区麦玉轮作农田土壤N2O排放调控机理

【目的】探究减氮对华北地区麦玉轮作农田土壤N2O排放调控机制。【方法】冬小麦季和夏玉米季均以不施氮为对照(CK),设置2个施氮量,分别为常规施氮量(纯氮300 kg/hm2,N2)、减氮20%(纯氮240 kg/hm2,N1),研究施氮量对麦玉轮作农田土壤性质及N2O排放通量影响,基于逐步回归分析,研究减氮对麦玉轮作农田土壤N2O排放调控机制。【结果】(1)减氮有效降低了N2O排放通量,且夏玉米季N2O排放通量远高于冬小麦季,夏玉米季由施肥引起的N2O排放量较高。(2)冬小麦季N2O排放通量与环境因子逐步回归公式为:N2O排放通量=181.952+1.450×硝态氮+8.401×铵态氮-0.514×电导率;硝态氮、铵态氮会对冬小麦季N2O排放通量产生显著的正向影响,而电导率会对冬小麦季N2O排放通量产生显著的负向影响。(3)夏玉米季N2O排放通量与环境因子逐步回归公式为:N2O排放通量=-354.606+4.592×硝态氮+157.848×铵态氮;硝态氮、铵态氮会对夏玉米季N2O排放通量产生显著的正向影响。【结论】综上可知,适量减氮显著降低夏玉米季N2O累积排放量和增温潜势,应加强夏玉米季农田水肥管理。

(H_(2)O)_(n)^(+)(n=2~5)团簇离子在308 nm处的光解动力学

本文利用一套高分辨圆柱形低温离子阱速度成像谱仪装置研究了小团簇离子(H_(2)O)_(n)^(+)(n=2-5)在308 nm处的光解动力学.通过记录光解产物碎片质谱和速度影像,发现二聚体水团簇(H_(2)O)_(2)^(+)解离生成H_(3)O^(+)和H_(2)O^(+)光碎片,表明其同时存在质子转移(H_(3)O^(+)-OH)和半束缚(H_(2)O-OH_(2))+两种构型,水团簇离子(H_(2)O)_(n)^(+)(n=3~5)普遍通过同时丢失OH和H_(2)O部分解离得到H+(H_(2)O)_(n-2,…,1)光碎片,并且(H_(2)O)_(5)^(+)团簇离子有一个仅通过丢失OH的额外通道得到H+(H_(2)O)4.前者表明(H_(2)O)_(n)^(+)(n=3~5)的构型是(H_(2)O)_(n-2)H_(3)O^(+)OH,后者表明在(H_(2)O)_(5)^(+)团簇离子中核H_(3)O^(+)和OH被H_(2)O分开.基于实验影像得到的光碎片各向异性参数为负值并且值较小,表明(H_(2)O)_(n)^(+)(n=2~5)团簇离子在光子吸收后经历垂直电子跃迁,随后缓慢解离,并导致光碎片的高内部激发.

利用Fe-P-N-H_(2)O体系E-pH图对硝磷酸体系合成磷酸铁的热力学分析研究

硝磷酸法合成磷酸铁新工艺因生产流程简单、磷源成本低、设备投资小、能耗较低、绿色环保而具有很强的竞争力。利用FactSage和HSC等热力学软件中已有的热力学数据并运用E-pH图的绘制原理,得到Fe-P-N-H_(2)O体系不同浓度、298~473 K的E-pH关系图。研究表明,在水溶液中,磷酸铁具有较大的热力学稳定区域,能够很好地解释现有的液相沉淀法制备磷酸铁的实际操作条件。此外,从E-pH图中获得了共沉淀法合成磷酸铁的合适条件:温度为363 K左右、高氧化还原电位为0.5 V、适宜pH为1~3、浓度为0.01 mol/L,该工艺为硝磷酸体系共沉淀法合成磷酸铁提供了热力学理论依据。

酸化对水稻-土壤系统氮分配和N_(2)O排放的影响

为研究土壤酸化对水稻-土壤系统氮转化、分配和氮损失的影响,以水稻-土壤系统为研究对象,设置中性(pH 7,CK)、弱酸(pH 6,T1)、中强酸(pH 5,T2)和强酸(pH 4,T3)4个土壤递增酸度处理,比较了不同酸度下水稻产量、氮素积累量、氮代谢酶活性、氮素利用效率、氮平衡和N_(2)O排放等指标的差异。结果表明,随着土壤酸度增加,水稻植株氮素积累、利用效率和产量呈现先增加后降低的趋势。相关性分析表明,拔节期氮素积累量与叶片中硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)和谷氨酸脱氢酶(GDH)以及茎秆中GS和GOGAT活性呈显著正相关;开花期氮素积累量与穗中的NR、GS、GOGAT和GDH活性呈显著正相关。T1、T2和T3处理N_(2)O累积排放量与CK处理相比分别降低20.3%、58.0%和76.7%;单位产量下的N_(2)O排放量呈现递减的趋势。氮平衡分析表明,相比于CK处理,T2和T3处理氮素表观损失分别降低15.8%和21.1%,水稻氮吸收量分别降低1.5%和15.3%,土壤无机氮残留量分别增加41.2%和88.2%,氮素盈余率分别提高2.2个和7.1个百分点。土壤酸化至中强酸和强酸时,会分别通过抑制水稻拔节期茎叶和开花期穗部的氮代谢过程降低氮素积累量、利用效率和产量。土壤酸化会降低稻田N_(2)O累积排放量,同时也会降低单位产量N_(2)O排放量。此外,中强酸和强酸度土壤还会通过降低水稻氮吸收量和增加播前土壤无机氮量,提高土壤无机氮残留量和氮素盈余率,增加环境风险。

小鼠^(13)N-NH_(3)·H_(2)O心肌灌注Micro-PET显像中尾静脉注射技术的优化与评估

目的通过自制小鼠尾静脉留置针,为小鼠^(13)N-NH_(3)·H_(2)O心肌灌注显像提供实用、快捷、成功率高的实验工具,并总结归纳出一套流畅、高效的实验流程。方法实验组和对照组分别使用本实验室自制的鼠尾静脉留置针及人外周浅静脉一次性使用静脉留置针(洁瑞26G)为小鼠行尾静脉留置针穿刺,经留置针推注^(13)N-NH_(3)·H_(2)O,配合Micro-PET动态采集,记录图像采集的成功率及图像质量并评价两组注射的优缺点。结果两组实验在穿刺成功率、穿刺时间、药物残留量、图像质量及小鼠尾部放射性药物残留量5方面差异均具有统计学意义(P<0.05)。综合比较,自制留置针制作及操作简便、穿刺成功率高、对鼠尾静脉损伤小,且在图像采集成功率及质量方面均占优势。结论自制鼠尾静脉留置针联合优化的实验流程,能显著提高鼠尾静脉穿刺成功率和图像质量,很好地应用于小鼠^(13)N-NH_(3)·H_(2)O心肌灌注Micro-PET显像中。

DNDC模型模拟不同施肥水平下旱作麦田土壤N2O排放及其敏感性分析

【目的】研究陇中黄土高原不同施肥水平下旱作麦田土壤N_(2)O的排放特征,验证DNDC模型对N_(2)O排放模拟的适应性。【方法】以甘肃省定西市旱作麦田为对象,设置不施氮肥(0 kg/hm^(2))、低量氮肥(55 kg/hm^(2))、中量氮肥(110 kg/hm^(2))、高量氮肥(220 kg/hm^(2))4种施肥梯度,采用静态箱-气相色谱法对土壤N_(2)O排放通量排放进行田间原位观测。结合试验点连续监测得到的N_(2)O排放通量等实测数据,运用DNDC模型探究多因子对模拟N_(2)O排放的敏感程度。【结果】不同施肥水平下,旱作麦田土壤N_(2)O排放趋势基本一致,且排放通量的大小与施氮量成正相关关系;DNDC模型对4种施肥水平下N_(2)O排放的模拟效果较好,具体表现为不施氮肥(R^(2)=0.88、EF=0.84、P=0.002),低量氮肥(R^(2)=0.92、EF=0.82、P=0.001),中量氮肥(R^(2)=0.86、EF=0.81、P=0.003),高量氮肥(R^(2)=0.84、EF=0.74、P=0.004),表明DNDC模型能够用于模拟不同施肥水平下旱作麦田土壤N_(2)O排放;敏感性分析则显示,相比其他因子,土壤pH值是影响模型模拟N_(2)O排放最为敏感的参数。【结论】为陇中黄土高原旱作麦田N_(2)O排放模型模拟的参数本地化提供基础依据,为今后农田管理措施的优化提供模型基础技术支撑。

秸秆与生物炭对棉田碱性土壤NH_(3)挥发与N_(2)O排放的影响

为探究秸秆和秸秆生物炭连续添加5 a后对土壤氨(NH_(3))挥发和氧化亚氮(N_(2)O)排放的影响,并确定合理的秸秆还田措施,以降低碱性棉田氮损失。本研究基于等碳量输入,设置秸秆翻埋、秸秆催腐+覆盖还田、秸秆生物炭翻埋和不还田对照共4个处理,氮磷钾肥统一施用。结果表明:秸秆生物炭翻埋下土壤NH_(3)挥发和N_(2)O排放分别较不还田对照显著降低27.3%和56.7%,主要归因于生物炭显著抑制土壤羟胺还原酶与硝酸还原酶活性,增加棉花氮吸收量,也与生物炭自身的强吸附能力有关。而秸秆翻埋、秸秆催腐+覆盖还田分别较对照增加NH3挥发37.2%和21.2%,但减少N2O排放17.1%和38.3%,这两种秸秆还田方式均显著促进土壤有机氮矿化和羟胺还原酶活性,抑制硝酸还原酶活性。冗余分析(RDA)结果表明羟胺还原酶和棉花氮吸收是土壤NH3挥发和N_(2)O排放的主要影响因子,解释率分别为64.8%和20.1%。研究表明,秸秆生物炭翻埋对NH_(3)和N_(2)O减排的综合效果优于秸秆,是碱性棉田土壤值得推荐的氮减排措施。

秋闲期复种翻压绿肥对后茬作物春小麦产量、氮残留和N_(2)O排放的影响

为探索适宜于青海高原春小麦的绿肥还田方式,本研究于2021—2022年进行田间试验,设置6个处理:常规施肥100%(F100)、70%(F70)、0%(F0),复种翻压绿肥配施化肥100%(F100+G)、70%(F70+G)、0%(F0+G),分析在不同处理下苗期、花期和收获期0~100 cm土层硝态氮和铵态氮的含量,以及春小麦整个生育期N_(2)O的排放特征和小麦产量。结果表明:在复种翻压绿肥处理下春小麦穗数、穗粒数、千粒重和产量均显著提高(P<0.05),且F70+G处理的增产效果最佳,为6025 kg/hm^(2);花期和成熟期硝态氮和铵态氮含量均表现为F70+G>F100+G>F70>F0+G>F100>F0。复种翻压绿肥配施化肥较单施化肥减少了农田N_(2)O的排放,其中F70+G处理的N_(2)O排放量较F70处理显著减少(P<0.05)。同时,F70+G处理的N_(2)O排放强度最低。因此,复种翻压绿肥配施70%化肥为青海高原春小麦最佳栽培方式。

氧气浓度对小麦-玉米轮作农田土壤剖面N_(2)和N_(2)O产生的影响

反硝化过程是集约化农田土壤剖面硝态氮(NO_(3)^(-)-N)去除的重要途径。但对土壤剖面反硝化氮气(N_(2))产生速率的准确定量很难,尤其不同深度的土壤氧气(O_(2))浓度状况如何影响土壤N_(2)的产生仍不清楚。本研究依托集约化管理的冬小麦-夏玉米轮作田间长期定位试验(始于2006年),采集传统施肥处理0~2.5 m剖面的原状土柱,并基于在玉米生长季田间原位观测的不同深度土壤O_(2)浓度和温度状况,设置不同O_(2)浓度水平(15.0%、12.0%、2.5%和0)和培养温度(26℃和20℃),采用氦培养-直接测定N_(2)法测定3个不同深度(0~0.2、0.5~0.7 m和2.0~2.2 m)土壤N_(2)O和N_(2)产生速率。结果显示:无论是有氧还是无氧条件,土壤剖面N_(2)和N_(2)O的产生均表现为表层高于深层;有氧条件下(2.5%~15.0%O_(2))土壤N_(2)产生速率(以N计)为5.3~7.1μg·h^(-1)·kg^(-1)(0.2m)和0.5~2.3μg·h^(-1)·kg^(-1)(0.5 m和2.0 m),显著低于无氧下速率的93.0%~93.7%。同样地,有氧条件下N_(2)O产生速率(以N计)为1.1μg·h^(-1)·kg^(-1)(0.2 m)和<0.2μg·h^(-1)·kg^(-1)(0.5 m和2.0 m),显著低于无氧条件下速率的84.0%~99.1%。原位观测的土壤O_(2)浓度>2.5%(0.2 m和0.5 m)和>14.0%(2m),表明在无氧条件下的观测会高估土壤真实条件下的N_(2)和N_(2)O产生速率。无氧显著增加深层土壤的N_(2)O/(N_(2)O+N_(2))值,这可能是由于深层土壤的碳更加缺乏,不利于N_(2)O被进一步还原。基于有氧条件下观测的N_(2)和N_(2)O产生速率,估算得到玉米生长季(按120d计)剖面0~2.0 m土体的反硝化(N_(2)+N_(2)O)损失量可达219 kg·hm^(-2),表明土壤对其剖面累积的NO_(3)^(-)-N具有很强的脱氮能力,从而极大地减少了包气带累积NO_(3)^(-)-N进一步向地下水迁移的风险。

增温和氮添加对中亚热带杉木人工林土壤氮矿化和N_(2)O排放的影响

[目的]研究增温和氮沉降对中亚热带森林土壤氮矿化和氧化亚氮(N_(2)O)排放的影响,以期深入认识全球变化背景下中亚热带森林土壤氮循环过程。[方法]选取经过野外增温和氮添加处理的中亚热带杉木人工林土壤,将野外非增温处理和增温处理的土壤置于不同温度(20、25℃)培养箱中,同时对野外氮添加处理的土壤继续添加不同梯度的氮素(0.1、0.2 g·kg^(−1),以干土计),进行为期28 d的室内培养,研究增温和氮添加对土壤氮矿化和N_(2)O排放的影响。[结果]与对照相比,增温和氮添加及二者交互处理增加了土壤铵态氮、硝态氮和矿质氮含量,且氮添加水平越高增加越明显,增温处理增加不显著。与对照相比,培养28 d后增温处理的土壤净铵化速率、净硝化速率和净氮矿化速率变化不显著,低氮、增温+低氮显著增加土壤净硝化速率,而高氮、增温+高氮显著降低土壤净氮矿化速率。与对照相比,增温和氮添加及二者交互处理总体降低土壤N_(2)O排放速率,土壤N_(2)O累积排放量也显著降低(P<0.05),其中,单独增温、低氮、高氮、增温+低氮和增温+高氮处理土壤N_(2)O累积排放量显著低于对照50%、21%、29%、62%和31%。增温和氮添加及二者交互处理显著降低土壤pH值。相关性分析表明:土壤N_(2)O排放速率与土壤pH值呈显著正相关,与硝化速率呈显著负相关,而与土壤铵化速率无显著相关。[结论]增温和氮添加降低土壤pH值,同时抑制土壤N_(2)O排放,因此,全球变化背景下中亚热带森林土壤中存留的硝态氮可能以淋溶方式损失。

氧气对水稻土N_(2)O排放和narG型反硝化微生物的短期影响

选取第四纪红土发育水稻土,在0%(厌氧)、10%(兼性厌氧)和21%(好氧)等3个O_(2)体积分数及40%和60%2种土壤含水量条件下进行室内培养,探讨O_(2)含量对土壤N_(2)O排放及narG型反硝化微生物种群丰度和群落组成的影响。结果表明:40%和60%2种土壤含水量条件下,厌氧处理的N_(2)O排放通量均最高,且60%土壤含水量处理下的N_(2)O排放通量略高于40%土壤含水量处理的;方差分析表明,相比于土壤含水量,O_(2)含量是制约土壤中N_(2)O排放更关键的因子;微生物narG基因丰度与O_(2)含量呈极显著(P<0.01)负相关,与N_(2)O排放通量和土壤NO_(3)^(–)–N消耗质量分数呈极显著(P<0.01)正相关,与土壤含水量呈正相关,但不显著;O_(2)含量和含水量均会造成土壤narG型反硝化微生物群落组成差异,40%土壤含水量处理,OTU1882(Pseudolabrys)、OTU1510(分枝杆菌属)的占比较大,60%土壤含水量处理,OTU1593(地杆菌属)的占比较大,当土壤含水量一定时,同一培养时间厌氧处理的优势OTU1882和OTU1510相对丰度偏低,且变化幅度较大,其相对丰度与N_(2)O排放通量呈负相关,其中OTU1882的影响显著(P<0.05)。可见,土壤O_(2)含量通过调控土壤微生物的narG基因丰度和群落组成而调控N_(2)O的排放。

不同盐渍化土壤n2o排放对生物炭添加和土壤水分的响应

为探讨不同盐渍化程度土壤N_(2)O排放对生物炭添加和土壤水分的响应,开展为期30 d的室内培养试验,设置5个土壤盐渍化水平(S0、S1、S2、S3、S4:盐分添加量分别为土壤质量的0%、0.25%、0.5%、0.75%、1%)、2个生物炭添加方式(B0:不添加;B1:添加量为土壤质量的5%)和2个水分条件(W0:60%田间持水量;W1:100%田间持水量)。结果表明:土壤盐分对N_(2)O累积排放量具有显著影响,盐分含量越高则降幅越大,与S0处理相比,S1、S2、S3、S4处理N_(2)O累积排放量分别降低43.9%、66.5%、91.9%、93.2%。土壤水分对N_(2)O累积排放量具有极显著影响,水分含量越高则累积排放量越大,与W0处理相比,W1条件下各盐分处理N_(2)O累积排放量分别增加3.0%、84.8%、187.4%、729.4%、306.7%。生物炭添加对N_(2)O累积排放量存在一定影响,与B0处理相比,低水含量下,B1处理累积排放量增幅为3.4%~20.6%,高水含量增幅为46.5%~535.6%。结果显示,土壤盐渍化程度越高则N_(2)O累积排放量越低,土壤水分在N_(2)O排放中占据主导作用,土壤含水量越高则N_(2)O累积排放量增幅越大,生物炭单一因素对N_(2)O排放无显著影响,但其与盐分的交互作用对N_(2)O排放有显著影响,生物炭的添加在一定程度上会抑制N_(2)O排放。

灌溉和种植方式对双季稻田NH3挥发和N2O排放的影响

【目的】探究种植和灌溉方式对双季稻全生育期水分利用效率以及氮素气态损失的影响。【方法】以双季稻田为研究对象,在江西省灌溉试验中心站研究基地开展大田试验,设置手工栽插(HT)、机械插秧(MT)、抛秧(ST)、直播(DS)四种种植方式,淹水灌溉(FI)和间歇灌溉(II)两种灌溉方式,分析不同种植和灌溉方式对双季稻全生育期水分利用效率以及秧田期、本田期NH3挥发及N2O排放的影响,提出NH3挥发和N2O排放的主要时期。【结果】结果表明:(1)与传统淹水灌溉相比,间歇灌溉下水稻产量略有增加,不同种植方式间产量差异显著,HT最高,DS最低。(2)同一种植方式下,间歇灌溉下N2O排放量较淹水灌溉增加约7.9%~16.4%,同一灌溉方式下,早稻N2O损失量大小为DS>MT>HT>ST,晚稻为DS>HT>MT>ST,早、晚稻N2O排放主要发生在分蘖期、拔节孕穗期、成熟期,3个生育阶段N2O损失量占比超过70%,而育秧期MT、ST占比不到1.5%,HT为6.4%。(3)同一种植方式下,早、晚稻NH3挥发损失量淹水灌溉比间歇灌溉增加了3.0%~30.8%,同一灌溉方式下,DS相比移栽稻显著增加NH3挥发(P<0.05),HT、MT、ST之间无显著差异,NH3挥发峰值均在施肥后3 d内出现,且主要发生在苗期、分蘖期、拔节孕穗期3个时期,其NH3挥发损失量之和占整个生育期NH3挥发损失量80%以上,育秧期MT、ST占比不到2%,HT达4.2%。【结论】在不同种植方式下,间歇灌溉方式会提高双季稻产量和N2O排放,但会降低NH3挥发,从早、晚稻生育阶段来看,N2O损失主要发生在生育前期和后期,NH3挥发损失主要发生在生育前中期,且育秧期NH3挥发和N2O排放占比较低,DS在显著降低产量的同时带来了更高的N2O排放和NH3挥发。

高进水TN浓度条件下A_(2)O工艺C/N调控研究

北京市某A_(2)O-MBR工艺污水处理厂的进水TN浓度高、有机物浓度低导致出水TN长期超标。为实现出水TN稳定达标开展了原水C/N调控实践研究,提出了采用COD作为C/N调控指标的方法,在进水与投加外碳源的总COD浓度与进水TN浓度的比值控制在5.9~6.98及进水与投加外碳源的总COD浓度与实际去除的TN浓度的比值控制在7.1~8.4时,达到了出水TN稳定达标的效果。同时,提出了在开展C/N调控前应首先根据实际水量调控硝化液回流量、控制回流硝化液中溶解氧,再根据推荐的C/N调控值投加外碳源并根据实际出水TN变化趋势开展动态调整的建议。

七氟醚-N2O麻醉对青年小鼠空间学习和记忆功能及pCREB和Egr1表达的影响

目的研究七氟醚-N2O麻醉后青年小鼠的空间学习和记忆能力以及海马磷酸化环腺苷酸应答元件结合蛋白(phosphorylated cyclic AMP response element-binding protein,pCREB)和早期生长反应因子1(early growth response factor 1,Egr1)的表达,并与老年小鼠进行比较。方法12只3月龄和12只18月龄小鼠随机分为对照组和实验组,每组各6只。48 h后进行为期6天的获得训练。获得训练结束后24 h进行空间探索实验,实验结束后15 min收集两组小鼠的海马组织,通过Western blot和实时定量PCR方法评估pCREB和Egr1的表达水平。结果未见麻醉损害青年小鼠的空间学习和记忆功能以及海马中pCREB和Egr1的表达水平,麻醉组与对照组比较差异均无统计学意义;而老年小鼠Sev+N2O组在麻醉后第4、5、6天逃逸潜伏期显著长于对照组(P<0.05),两组小鼠游泳速度差异无统计学意义;在空间探索实验中,Sev+N2O组目标象限路程百分比和时间百分比显著低于对照组(P<0.01);海马中pCREB和Egr1的表达水平均较对照组显著下降(P<0.05)。结论七氟醚-N2O麻醉对青年小鼠的空间学习记忆能力没有损害,也不影响海马中pCREB和Egr1的表达,但会对老年小鼠造成损害。

应用屏栅电离室测量^(16)O(n,α)^(13)C反应的模拟研究

基于Geant4建立了一套利用屏栅电离室测量^(16)O(n,α)^(13)C反应的模拟方法,能预测不同入射中子能量、不同屏栅电离室结构、不同工作气体和样品参数等实验条件下屏栅电离室测量到的阴极-阳极幅度2维谱。为了验证该模拟方法的可靠性,在北京大学4.5 MV静电加速器上开展了实验,实验所用的中子能量为5.06 MeV,工作气体为0.3 MPa的Ar与体积分数为3.45%CO 2组成的混合气体(其中的氧作为待测样品)。实验测得了屏栅电离室的阴极阳极幅度2维谱,且模拟与实验结果吻合较好。基于此模拟方法提出了一套实验条件的优化方案,可为下一步在宽能区精确测量^(16)O(n,α)^(13)C反应截面提供参考。

长期施用有机肥与化肥氮对华北夏玉米N_2O和CO_2排放的影响

[目的]等施氮量条件下,比较有机肥与化肥田间施用后农田温室气体(CO2和N2O)的排放量及其增温潜势,正确认识有机肥与化肥在田间温室气体排放过程中的贡献,为制定田间合理的减排措施提供理论依据。[方法]在华北平原冬小麦-夏玉米种植制度下,以8年的长期定位试验为平台,利用静态箱-气相色谱法,于2014年6—10月,持续监测了化肥和有机肥在不同施肥水平下潮土玉米季土壤N2O和CO2的排放特征,并估算玉米季温室气体排放量及其产生的综合温室效应。[结果]施用有机肥与化肥农田土壤N2O的排放通量变化基本一致,施肥后出现短暂的排放高峰,之后逐渐趋于平稳;等氮条件下,化肥处理的N2O日排放通量明显高于有机肥处理,峰值过后的稳定期内有机肥处理的N2O排放通量略高于化肥处理。化肥的施用对农田土壤CO2的排放规律影响不明显,有机肥施用后CO2会出现持续的排放高峰。施用有机肥与化肥均会增加N2O的排放总量,且随施氮增加N2O排放总量显著增加;等氮量条件下,化肥处理的N2O排放总量显著高于有机肥。有机肥处理显著增加了农田土壤CO2的排放量,而化肥对CO2排放总量的影响不明显。施氮量为240kg·hm-2时,有机肥和化肥处理作物产量均达到较高水平,而温室气体的排放强度(GHGI)最低,分别为0.27、0.63 kg·hm-2,高于此施氮量,有机肥和化肥处理的GHGI均会明显增加。[结论]大量施用有机肥和化肥都会产生过多的温室气体。由于有机肥的固碳效应,化肥处理GHGI高于有机肥处理,适量施用有机肥是实现农田固碳减排的重要途径。

温度对农田N_2O产生与排放的影响

以华东太湖地区的水稻－冬麦轮作农田为研究对象，采用基于箱法－气相色谱法的自动连续观测系统，对整个轮作周期的Ｎ２Ｏ排放和温度进行了同步自动连续观测，同时，在实验室开展了一系列的模拟实验，以研究Ｎ２Ｏ产生与排放过程的温度效应．实验研究结果表明，在土壤湿度适宜的一定温度范围内，Ｎ２Ｏ排放通量对温度的依赖性可用指数函数Ｆ＝Ａｅａｔ来描述；轮作周期内显著Ｎ２Ｏ排放发生的频率随温度的变化呈正态分布，６７％的排放量都集中在１５—２５℃温度范围内；在旱地阶段，温度是影响Ｎ２Ｏ排放季节变化的关键因子，而在水田阶段则不然；水田和旱地Ｎ２Ｏ排放具有相同的规律性日变化形式，但后者达到极大值的时间要比前者延迟约３ｈ．

华东稻田CH_4和N_2O排放

稻田ＣＨ４和Ｎ２Ｏ排放的季节变化规律完全不同，两者的排放通量随土壤水分条件变化而互为消长，但它们的日变化形式则比较一致。晴天时的ＣＨ４和Ｎ２Ｏ排放日变化规律明显，主要表现为下午单峰模态，有时ＣＨ４排放夜间出现一个次峰。ＣＨ４和Ｎ２Ｏ排放总量因肥料类型而不同，堆肥加尿素处理比ＮＨ４ＨＣＯ３处理少排放Ｎ２Ｏ３０％，多排放ＣＨ４１２％。

玉米-小麦轮作系统中氮肥反硝化损失与N_2O排放量

应用乙炔抑制-原状土柱培养法研究了玉米-小麦轮作周年中氮肥的反硝化损失和N2O排放量。结果表明,氮肥产生的N2O为1.77～2.82kgN·hm-2,占施氮量的0.49%～0.76%;反硝化损失量为3～3.18kgN·hm-2,占施肥量的0.81%～0.86%。玉米与小麦生长期间的氮肥反硝化损失率很相近,分别为0.7%～0.99%和0.77%～0.88%。反硝化作用和N2O排放与土壤含水量密切相关,有机肥与氮肥混施增加N2O排放量。反硝化不是该旱作系统氮肥损失的主要途径,但施用氮肥大大增加了N2O的排放,对环境造成一定的影响。