稻田温室气体减排措施对稻米氨基酸含量的影响

为探索稻田中温室气体减排措施对稻米氨基酸含量的影响,用10个不同方法对双季稻田进行处理,并使用高效液相色谱分别测定了各处理稻田中所产稻米中的16种氨基酸的含量,其中色谱柱为Agilent Zorbax AAA分析柱,柱前衍生使用邻苯二甲醛(OPA)和9-芴甲基氯甲酸酯(FMOC-CL)为衍生试剂。结果发现:1)10个处理中的稻米16种氨基酸种类齐全,施氮肥+添加生物质炭48 t/hm2+间歇灌溉(NPK+HBC+IF)处理中所得氨基酸总量为6520.7 mg/100g,效果最佳;对照组处理(不施加氮肥+无稻草还田+间歇灌溉)所得氨基酸含量4338.0 mg/100g为最低。以对照组处理所得必需氨基酸百分含量36.8%为最高值;无稻草还田+长期淹水(NPK+CF)处理方法所得必需氨基酸百分含量33.1%为最低值。10个处理中16种氨基酸中含量较高的氨基酸均为天冬氨酸、谷氨酸和精氨酸,含量最低的均为甲硫氨酸;2)施氮肥量相同时,长期淹水与间歇灌溉相比,氨基酸总量增加185.1 mg/100g,非必需氨基酸百分含量增加3%,谷氨酸、组氨酸和丝氨酸含量明显升高,但亮氨酸含量显著降低;3)施用氮肥能提高稻米中的氨基酸含量,且随着氮肥使用量的增加,氨基酸含量也随之增加,组氨酸含量增加显著;4)供氮量相同时,添加猪粪使氨基酸总含量升高了286.0 mg/100g,此结果表明,在供氮量相同的情况下,施用猪粪更有利于稻米氨基酸含量的提高;5)灌溉模式相同时,稻草还田配施氮肥对必需氨基酸和氨基酸总量均有提高,天冬氨酸、谷氨酸和组氨酸的含量增加较多,甲硫氨酸含量略有下降;随着稻草还田量的增加,对非必需氨基酸影响较为明显;当稻草半量还田(还田量为3 t/hm2)时,稻米中氨基酸总量增加最多;稻草全量还田+长期淹水(NPK+HRS+CF)与稻草半量还田+间歇灌溉(NPK+LRS+IF)处理中的氨基酸含量基本接近,但必需氨基酸含量前者略高于后者,说明稻草还田与水肥管理对氨基酸含量影响可能存在交互作用;6)添加生物质炭配施氮肥提高了稻米必需氨基酸与非必需氨基酸含量,且随着生物质炭添加量的增加而增加;与稻草还田、添加猪粪处理相比,生物质炭的添加对氨基酸总含量提升的效果最为显著,对稻田实际生产具有指导意义且具有一定的环境效益。     

不同排放源周边大气环境中NH3浓度动态

氨气是大气中重要的碱性气体和细颗粒物（如PM2.5）的重要前提物质。氨主要来自于农业源（氮肥和养殖业）的排放,但随着城市化和工业化进程的加剧,其他氨排放源如城市垃圾填埋场、污水处理厂、城郊集约化养殖场和交通源（汽车尾气）等的贡献已越来越引起人们的关注。为此,本文于2010年4月-2011年3月期间利用ALPHA被动采样器,研究了北京市不同排放源附近NH3浓度的时空变异及其在大气环境保护中的启示。结果表明：大气中NH3的年均浓度可以分为三个层次,以养殖场猪舍内（2479 μg m-3）和垃圾填埋场的原水调节池（2801 μg m-3）浓度最高;其次为养殖场粪水池边（205 μg m-3）和垃圾填埋场厌氧换热工房（198 μg m-3）,而交通源附近的公路边（15.2 μg m-3）、垃圾填埋场办公区（11.1 μg m-3）和远郊农田（7.8 μg m-3）浓度相对最低。受垃圾组成,温度及降水的影响,垃圾填埋场原水调节池的NH3浓度变化较大,最高浓度（137 μg m-3）和最低浓度（6581 μg m-3）相差达47倍以上。养殖场猪舍内NH3浓度受温度及窗户开闭的影响,表现出冬季高,夏季低的变化趋势,而猪舍外粪池边则相反。交通源附近由于受高浓度的颗粒物含量和温度影响,NH3浓度表现出夏季高、冬季低的变化规律。农田受施肥和温度的影响,也表现出夏季高、冬季低的季节变化。 从大气浓度推断,单位面积猪舍和填埋场原水调节池NH3排放量远高于施肥农田,均为NH3的重要排放源。另外,我们还发现交通源附近(公路边)的NH3浓度几乎为远郊农田的两倍,提醒人们在关注机动车尾气造成NOX污染的同时,也应重视其NH3排放所致的大气污染,后者与机动车普遍安装的尾气后处理装置（三元催化器）有关。