种植不同作物对农田N_2O和CH_4排放的影响及其驱动因子

以种植玉米（Zeamays）、大豆（Glycinemax）和水稻（Oryzasativa）的农田生态系统为研究对象，于2003年6～10月系统观测了N2O和CH4的排放、土壤温度和湿度以及相关的生物学因子。玉米和水稻分别施化肥氮300kg·hm^-2，大豆未施氮肥。研究结果表明，作物类型对农田N2O和CH4排放具有显著的影响。土壤-玉米系统、土壤-大豆系统和土壤-水稻系统的N2O季节性平均排放通量分别为620．5±57．6、338．0±7．5和238．8±13．6μg·m^-2·h^-1（N2O）。种植作物促进了农田生态系统的N2O排放，玉米地土壤和裸地土壤的N2O平均排放通量分别为364．2±11．7和163．7±10．5μg·m^-2·h^-1（N2O）。土壤-玉米系统、土壤-水稻系统、玉米地土壤和裸地土壤N2O排放受土壤温度的影响，与土壤湿度无显著统计相关，但受土壤温度和水分的综合影响。土壤-大豆系统N2O排放随作物绿叶干重的增加而指数增加，与土壤温度和水分条件无统计相关，由大豆作物自身氮代谢所产生的N2O-N季节总量约为6．2kg·hm^-2（N）。土壤-水稻系统CH4平均排放通量为1．7±0．1mg·m^-2·h^-1（CH4），烤田抑制了稻田CH4的排放。烤田前影响稻田CH4排放的主要因素是水稻生物量，烤田后的浅水灌溉及湿润灌溉阶段的CH4排放与土壤温度和水稻生物量无关。本研究未观测到旱作农田有吸收CH4的现象。

植物排放N_2O和CH_4的研究

N2O和CH4是2种重要的温室气体,但其排放源尚未得到充分鉴别。1990年和2006年先后报道植物能排放N2O和CH4,并日益受到广泛的关注。然而,迄今为止对植物排放这2种气体的研究均是分开单独进行的。该文以8种陆生草本植物为研究对象,首次同步考察了新鲜离体植物地上部排放N2O和CH4的通量。研究结果表明:8种植物均能排放这2种气体。其中,黑麦草(Lolium perenne)、抱茎苦荬菜(Ixeridium sonchifolium)和菠菜(Spinacia oleracea)的CH4通量较高,分别为165.38、52.28和21.64 ngCH4.g–1dw.h–1;抱茎苦荬菜、蒙古蒿(Artemisia mongolica)、大豆(Glycine max)和菠菜的N2O通量较高,分别为7.19、6.92、5.44和4.05 ngN2O.g–1dw.h–1。研究结果不仅为植物本身既能排放N2O又能排放CH4在植物中可能具有普遍性提供了进一步的实验依据,而且为深入研究其机理找到了几种适宜的植物种(如抱茎苦荬菜、菠菜)。

长白山阔叶红松林土壤氮化亚氮和甲烷的通量研究

采用静态箱 /气相色谱分析方法对长白山阔叶红松林两个处理的N2 O和CH4通量进行了研究 .结果表明 ,凋落物对土壤N2 O排放和CH4吸收的影响是显著的 ,影响程度分别是 36 9%和 2 3 4 % .两个处理的N2 O排放通量季节变化趋势相似 :夏季 (6～ 8月 )的排放通量最高 ,春季 (3～ 5月 )次之 ,秋 (9～ 11月 )冬 (12～ 1月 )两季较低 .其日变化趋势也相似 :最大值都出现在 18:0 0 ,最小值都出现在 12∶0 0和 14 :0 0 .CH4吸收通量的季节变化趋势也很相似 :夏秋两季的吸收通量明显高于春冬两季的吸收通量 .其日变化趋势也相似 :从 14∶0 0开始持续上升到 18:0 0达到最大值 ,然后持续下降到早晨 6 :0 0达到通量的最小值 .研究还发现 ,长白山阔叶红松林土壤的N2 O排放和CH4吸收间存在着一种负线性相关关系 .

施肥处理对春季冻融期灰漠土农田温室气体排放的影响

绿洲灰漠土冻融交替明显,但缺乏该时期气体通量及动态变化方面的研究。选取NPK(氮磷钾肥)、NPKS(0.9NPK+0.1秸秆氮)、NPKM(1/3NPK+2/3羊粪氮)和NPKM+(1.5倍NPKM)处理作为研究对象,利用静态箱气相色谱法开展2013—2014年春季冻融期温室气体排放观测试验。结果显示,春季冻融期间,有机肥添加处理CO_2排放量较高,其中NPKM+和NPKM处理CO_2平均排放量分别为C 113 mg m^(-2) h^(-1)和85 mg m^(-2) h^(-1),其次为NPKS(72 mg m^(-2) h^(-1))、NPK(75 mg m^(-2) h^(-1))和CK(35 mg m^(-2) h^(-1))。同样,NPKM+和NPKM处理有相对更高的N_2O排放,春冻平均排放通量分别为N 73μg m^(-2) h^(-1)和42μg m^(-2) h^(-1),显著高于NPKS(22μg m^(-2) h^(-1))和NPK(17μg m^(-2) h^(-1))处理(p<0.05)。CH_4排放量相对较低,各处理无明显差异(p>0.05)。分析发现,N_2O在冻融期呈现先增加后急剧减少的趋势,CO_2变幅不明显。与全年总排放量相比,冻融期(27 d)N_2O的排放量占全年的9%~18%,CH_4冻融期间排放比重占全年排放量的6%~14%。所以,冻融交替期是灰漠土农田温室气体排放的相对高发时期,估算温室气体排放时应充分考虑。