交叉培养法研究养分对作物幼苗释放N2O的影响

为验证土壤中N₂O能否通过植物的输导组织由叶片释放从而干扰植物直接释放N₂O的定量测定,实验采用分室隔离法确证了土壤N₂O对测定某些作物(如玉米、高粱)直接释放N₂O的干扰;采用交叉培养法消除了这种干扰,准确地测定了大豆、玉米幼苗直接释放N₂O的强度;并研究了N、P营养与植物释放N₂O及体内NO₃^--N浓度之间的相关性.     

蚯蚓和三叉苦对亚热带人工林土壤N2O和CH4通量的短期效应

在广东鹤山大叶相思(Acacia auriculaeformis)人工林内设置外来蚯蚓西土寒宪蚓(Ocnerodrilus occidentalis)和乡土植物三叉苦(Evodia lepta)野外控制实验,用静态箱-气相色谱法对土壤N2O和CH4通量进行15 d的原位测定,研究蚯蚓和三叉苦对土壤N2O和CH4通量的影响。结果表明,三叉苦并未明显增加土壤N2O和CH4的通量,而假植物(模拟三叉苦的物理效应)则显著促进了土壤N2O的释放通量。整个实验阶段,蚯蚓效应分别使无植物对照和三叉苦处理土壤N2O通量增加了26.7%和66.3%,而在种假植物条件下,添加蚯蚓使土壤N2O通量降低了39.7%;同时,蚯蚓效应使对照处理土壤CH4吸收通量增加了10.3%,使假植物处理土壤CH4吸收通量降低了90.6%,而使三叉苦处理土壤CH4释放通量增加了301.8%。可见,蚯蚓能够促进人工林土壤N2O释放;同时促进人工林土壤从CH4“汇”向“源”转变。三叉苦的物理过程促进土壤N2O的释放,而三叉苦的生物过程抑制土壤N2O的排放。如何减缓人工林中土壤N2O和CH4的排放,必须综合考虑植物物理过程、生物过程以及蚯蚓对土壤N2O和CH4排放过程影响的独立效应和交互效应。     

降雨和土壤湿度对贵州旱田土壤N2O释放的影响

以南方亚热带代表性旱田土壤-贵州玉米-油菜轮作田、大豆-冬小麦轮作田和休耕地为观测对象,研究土壤N2O释放通量季节变化与降雨和土壤湿度的关系,同时,采用DNDC模型定量探讨了未来降雨量变化对土壤N2O释放的潜在影响,结果表明,降雨与N2O释放峰间存在明显的驱动-响应关系,N2O释放通量与降雨量和土壤湿度间存在正相关性,模型检验结果表明,夏秋季土壤N2O释放通量与降雨量变化呈正相关,而降雨量的大幅度增加或下降将引起冬春季土壤N2O释放通量的微弱下降。     

光照、碳源和还原力对大豆玉米苗期氧化亚氮释放量的影响

使用封闭式箱法,对大豆和玉米两种植物在苗期的N2O释放速率日变化及其同光强、气温的相关性进行了研究,同时对遮光、外加碳源和还原力对N2O释放速率的影响进行了分析．结果表明,两种植物苗期N2O释放速率在日间有两个释放高峰,分别出现在10：30和14：30．遮光处理实验结果证明,遮光后植物的N2O释放速率明显增加;相关性分析表明,苗期大豆在光强低于11345Lx时,N2O释放速率与光强呈正相关关系(R^2=0．7332),光强高于11345Lx时,呈负相关关系(R^2=0．7755),而苗期玉米在光强低于20000Lx时,N2O释放速率与光强呈正相关关系(R^2=0．8711),光强高于11345Lx时,呈负相关关系(R^2=0．8972)．加入一定量的碳源(葡萄糖),可使遮光植物N2O的释放速率明显下降,由于同化力(NADH)的介入,在一定程度上影响了N2O的排放通量,同样使得N2O的释放量下降．     

黄土丘陵区不同土地利用下土壤释放N2O潜力的影响因素

采用室内培养试验,研究了不同水热条件对黄土丘陵区林地、草地和果园土壤释放N2O的影响,同时测定了土壤中不同氮素形态的变化,旨在探讨影响土壤释放N2O潜力的因素。结果表明：土样中N2O通量与温度显著相关（r=0.1599, P<0.05）,均随温度的升高不断增大,35℃时达到最大。N2O通量与土壤水分含量极显著相关（r=0.2499,P<0.0001）,在土壤水分含量较低时,各土样中N2O通量与土壤水分含量呈正相关,土壤水分接近田间持水量时N2O通量最大,超过田间持水量时N2O通量急剧下降。土壤水分和温度对N2O通量的影响可用拟合方程F=a bT cT^2 dT^3 eT^4 fW来描述。在培养条件下,土壤中N2O的释放总量大小依次为：果园土>林地土>草地土,果园土释放N2O的总量分别比林地土和草地土的释放总量多30%,14%。土壤氮素形态与N2O的释放量有一定关系,但规律不明显。     

长白山阔叶红松林树木N2O排放及总量初步估算

大气中主要温室气体N2 O的部分来源尚不清楚。以往国内外对森林生态系统N2 O排放通量的测定中 ,只测土壤通量而把树木排除在外。如果树木在自然状态下能排放N2 O ,那么森林生态系统的N2 O排放可能被低估。本文旨在证明自然状态下森林生态系统中树木也是N2 O的主要排放源。采用封闭罩法 ,在树木生长的主要季节 (7～ 9月 )对长白山阔叶红松林的几个主要树种———水曲柳、红松和椴树的连体枝叶释放N2 O的速率进行了原位测定。并在此基础上 ,初步估算出森林树木N2 O年排放量是土壤N2 O年排放量的 0 8～ 1 0 3倍 ,相当于甚至超过了土壤的N2 O排放量。     

应用DNDC模型分析施肥和翻耕方式变化对旱田土壤N_2O释放的潜在影响

以贵州省玉米 油菜轮作田和大豆 冬小麦轮作田为N2 O释放通量测量对象 ,根据DNDC模型能较好地拟合田间N2 O释放通量季节变化及施肥和翻耕对释放的影响 ,采用DNDC模型定量探讨了上述作物生长季节有机肥施用量、N肥施用量及施肥日期、N肥类型和施肥深度、翻耕深度和翻耕日期等变化对亚热带旱田生态系统N2 O释放的潜在影响 .为今后通过改变施肥和耕作方式来控制农业土壤N2 O释放量提供研究基础和参考 .     

双氢胺对土壤裂缝产生过程中N2O释放的影响

模拟稻田土壤在加入不同量的（NH4）2SO4和双氢按（DCD）抑制剂的溶液后先进行淹水培养,然后让土壤自然蒸发变干,直至土壤产生裂缝到裂缝稳定,最后在裂缝稳定后的复水的连续培养试验。通过模拟对土壤进行复杂的、动态的水分含量变化过程中试验,探讨双氢胺抑制剂对其N2O释放的影响。每天监测土体释放的N2O通量,以及渗漏液中溶解的N2O浓度和pH值。这些监测结果表明：在相同的水分管理条件下,土壤中没有氮肥加入,只有DCD加入的A处理释放N2O气体最少,其平均释放通量为340.91μgm^-2h^-1;土壤中有高剂量的氮肥和DCD加入的E处理释放N2O最多,其平均释放通量为9280.23μgm^-2h^-1。裂缝产生稳定后的复水能减少N2O向空气中的释放。渗漏液中的N2O浓度都是过饱和的。当土壤中肥料（NH4）2SO4加入量（每千克土壤中外加N≤3g）相对较少的情况下,DCD抑制剂能抑制裂缝产生过程中的N2O释放;当土壤中肥料（NH4）2SO4加入量（每千克土壤中外加N≥6g）相对较多的情况下,DCD抑制裂缝产生过程中的N2O释放效果不明显。此外还得出（NH4）2SO4和DCD的加入量比是10：1时,其抑制N2O排放的效果比（NH4）2SO4和DCD的加入量比分别是10：1.5和10：2要好。土体释放的N2O通量和渗漏液中溶解的N2O浓度之间不存在相关性,土体释放的N2O通量和渗漏液中的pH值之间也不存在相关性。但是渗漏液中的N：O浓度和pH值之间存在显著的正线性相关关系。     

应用DNDC模型分析施肥和翻耕方式变化对旱田土壤N2O释放的潜在影响

以贵州省玉米－油菜轮作田和大豆－冬小麦轮作田为N2O释放通量测量对象,根据DNDC模型能较好地拟合田间N2O释放通量季节变化及施肥和翻耕对释放的影响,采用DNDC模型定量探讨了上述作物生长季节有机肥施用量、N肥施用量及施肥日期、N肥类型和施肥深度、翻耕深度和翻耕日期等变化对亚热带旱田生态系统N2O释放的潜在影响,为今后通过改变施肥和耕作方式来控制农业土壤N2O释放量提供研究基础和参考。     

秸秆不同还田方式对棕壤N_2O排放和土壤理化性质的影响

通过田间试验,采用静态箱-气相色谱法研究秸秆炭化还田和直接还田对棕壤旱田氧化亚氮(N2O)排放和相关土壤理化性质的影响。试验设单施化肥(对照CK)、化肥+玉米秸秆直接还田(CS)、化肥+玉米秸秆炭化还田(BC)3个处理,各处理均施用等量化肥。结果表明:(1)各处理土壤N2O排放量差异显著,表现为CKCSBC,BC和CS处理分别比CK降低38.9%和24.0%;(2)BC处理N2O排放强度显著降低,分别比CS和CK处理降低35.0%和39.2%,而CS与CK处理N2O排放强度差异不显著;(3)CS和BC处理均可显著降低土壤容重和氨氧化潜势,增加土壤p H、速效钾和有机碳含量;(4)相关分析结果表明,N2O排放量与土壤温度、土壤容重和氨氧化潜势均呈显著正相关,与土壤p H、硝态氮含量和土壤有机碳含量呈负相关。     

黄淮海平原河北省范围内农田土壤二氧化碳和氧化亚氮排放量的估算

以黄淮海平原河北省范围内的农田土壤为研究对象,通过与田间实际观测数据进行比较发现,DNDC模型能够较好地反映农田土壤温室气体CO2和N2O的排放通量,可以用来模拟估算农田土壤CO2和N2O的排放通量.根据模型估算,2003年河北省111个县市农业土壤CO2排放量约3.758×106tC,各县市总的N2O排放量40.345×106kgN.全省释放的CO2和N2O中有40%左右来自冬小麦/夏玉米地.因此,减少该地区农业土壤CO2和N2O排放量的措施,应集中用于排放量高的县市和这些地区的冬小麦/夏玉米地,进行大范围的普遍减排可能收效甚微,并且没有必要.     

渗滤液负荷和灌溉深度对土壤氧化亚氮与二氧化碳释放的影响

采用预设取样器和静态箱气相色谱法,对渗滤液灌溉条件下,土柱土壤不同深度剖面 N2O的浓度以及N2O和CO2的表面释放通量进行了监测.结果表明: 渗滤液灌溉可促进N2O的生成和释放,灌溉后24 h内土柱N2O的释放通量与表土下10 cm(r=0.944,P< 0.01)、20 cm(r=0.799,P<0.01)、30 cm(r=0.666,P<0.01)和40 cm(r=0.482,P<0.05)处所生成的N2O浓度呈显著相关,且相关程度依次递减.渗滤液灌溉还促进了CO2的释放,但N2O与CO2释放通量之间无显著相关性(P>0.05).渗滤液的灌溉负荷主要决定温室气体释放总量的强弱(N2O和CO2,以CO2当量计),灌溉负荷为6 mm·d-1条件下温室气体释放总量为灌溉负荷2 mm·d-1的3倍多.采用表土下20 cm处灌溉方式可比表土下10 cm处灌溉方式削减47%的温室气体释放总量.渗滤液灌溉土壤14 d内,N2O释放量约占温室气体释放总量的57.0%～91.0%.     

黄土性土壤剖面不同层次N2O浓度的原位监测

用土壤探头法对黄土性土壤玉米-小麦轮作体系下不同剖面层次N2O浓度变化进行了3a的田间原位监测.结果证实了黄土性土壤深层反硝化作用的存在,且N2O浓度有着明显的时间和空间变异.表现为N2O浓度受土壤气候条件(温度和降水)和生产管理措施的影响,丰水年明显高于亏水年;在降水或灌溉后出现瞬时N2O浓度峰.由于小麦和玉米生长特点和作物生长季气侯特点的差异,玉米生长季土壤剖面各层N2O浓度显著高于小麦生长期土壤剖面各层的浓度.统计分析结果表明:土壤剖面中不同土层N2O浓度的变化对照处理为60cm ≈ 90cm ≈150cm＞ 30cm＞ 10cm,而施肥处理为60cm > 90cm ≈150cm＞ 30cm＞ 10cm.深层土壤N2O的主要来源是土壤的反硝化作用,施肥显著地增加各土壤层次N2O的产生量.     

施肥对板栗林地土壤N2O通量动态变化的影响

2011年6月—2012年6月期间,在浙江省临安市典型板栗林地进行施肥对土壤N2O通量变化影响的试验研究。目的在于探明不同施肥处理下板栗林地土壤N2O通量的动态变化规律,并探讨土壤N2O通量和土壤环境因子之间的关系。试验设置4个处理:对照(不施肥)、无机肥、有机肥、有机无机混合肥。采用静态箱-气相色谱法测定了板栗林地土壤N2O通量,并测定了土壤温度、水分、水溶性有机碳(WSOC)和微生物量碳(MBC)含量。结果表明:板栗林土壤N2O通量呈显著季节性变化,最大值出现在夏季,最小值出现在冬季;而且,施肥处理显著提高土壤N2O年均通量和年累积量;在整个试验期间,无机肥、有机肥和有机无机混合肥处理下土壤N2O的排放系数分别达到0.96%、1.45%和1.29%。此外,施肥也显著增加了土壤WSOC和MBC的含量(P<0.05)。不同施肥处理条件下,土壤N2O通量与土壤5 cm处温度、WSOC含量间均呈极显著正相关(P<0.01),但与MBC含量之间的相关性不显著。土壤N2O排放与土壤含水量间除对照处理外均没有显著相关性。综上所述,施肥引起土壤WSOC含量的增加可能是施肥增加板栗林地土壤N2O排放速率的主要原因之一。     

全球森林土壤N2O排放通量的影响因子

森林生态系统在全球变暖格局下的地位和作用,尤其是土壤氮库对大气氮沉降增加的响应逐渐成为全球变化研究的热点。本文通过对已有文献资料的调研和整理,分析了1984—2009年间全球38个森林土壤N2O排放通量的野外原位观测结果的分布特征,评估了森林土壤N2O年排放累积通量对大气氮素沉降量和水热条件等因子变化的响应。结果表明,全球森林土壤N2O排放通量的平均值为0.47kgN·hm-2·a-1,而且土壤N2O释放通量随着纬度增加逐渐降低。作为一个复杂的生态过程,土壤N2O累积释放量同样受到年均温、年降水量以及土壤属性的显著影响。其中全球森林土壤N2O释放温度敏感性系数(Q10值)约为1.5。另外,森林土壤N2O排放通量也随着氮沉降量的增加而显著增大,大气氮沉降量可解释土壤N2O排放通量在不同区域之间53%的差异;土壤pH、年均温和大气氮沉降量可以解释区域森林土壤N2O排放通量变化的55%。     

干湿交替频率对不同土壤CO2和N2O释放的影响

干旱、半干旱和地中海气候区,乃至一些湿润地区,由干湿交替引起的土壤碳、氮的短暂脉冲式释放很大程度上决定着长时间尺度温室气体释放的总量,是土壤碳、氮温室气体释放的关键过程.选择我国降雨梯度下的森林、农田、草地和荒漠生态系统,采集土样进行实验室统一控制条件下的多重干湿交替循环,对比探讨不同生态系统土壤干湿交替频率对CO2和N2O释放的影响模式.结果表明:(1)干湿交替能够显著的激发土壤中CO2和N2O的释放,森林、农田、草地和荒漠土壤CO2和N2O释放速率对干湿交替的响应模式基本一致,其响应强度与土壤本底中碳和氮的含量有关;(2)在一定培养时间内,随着干湿交替频率的增加,土壤再湿润阶段CO2释放速率降低,但是,气体释放的总量较之于恒湿对照组有所增加.(3)不同土壤N2O的释放总量对于湿交替频率的响应模式表现出很大的差异,其中农田和荒漠土壤响应模式类似.     

黄土高原旱塬区陇东苜蓿草地N2O释放动态及微生物驱动因子的研究

在甘肃庆阳黄土高原,采用静态箱-气相色谱法测定了3年龄陇东苜蓿草地不同物候期的N²O释放通量,采用最大或然数法(MPN)测定了土壤0～30 cm硝化细菌和反硝化细菌数量,探讨旱区紫花苜蓿草地N²O释放规律与其土壤微生物的关系。结果表明:（1）3年龄陇东苜蓿草地年内N²O释放通量在-0.099～0.085 mg·m^-2·h^-1之间;N²O释放通量在头茬花期和越冬前再生期达到高峰,而二茬再生期和越冬期则处于N²O吸收期,成为N²O贮存库。（2）陇东苜蓿草地亚硝酸细菌、硝酸细菌和反硝化细菌数量在不同物候期和土壤层次间存在差异。（3）3年龄陇东苜蓿草地N²O释放通量与土壤水分含量、土壤pH、硝酸细菌和反硝化细菌数量间呈显著正相关线性关系。（4）庆阳黄土高原旱区陇东苜蓿草地是较弱的农业N²O释放源,远低于同类研究和国际释放平均水平。     

不同光强条件下树木释放N2O的研究

首次采用封闭罩法,对阳生树木（水曲柳,红松和赤杨）及阴生树木（椴树）的连体及离体枝叶在不同光强下的N2O释放进行了野外原位观测。结果表明,阳生树木与阴性树木的N2O释放对光的反应不同,阳生树木的N2O释放受光强的调节规律同以往对农作物等的研究结果一致;而阴生树木椴树的N2O速率在强光下N2O释放较多,弱光下释放减少甚至吸收大气N2O,其N2O释放速率与光强呈显著线性正相关关系。     

秸秆预处理对土壤微生物量及呼吸活性的影响

冬小麦秸秆经8．0g·L^-1H2O2(pH11．0)溶液、12．5g·L^-1 NaOH溶液或H2SO4溶液浸泡8h并80℃烘干后,与无机N一起加入土壤,进行室内25℃恒温培养试验,在不同时间测定土壤微生物量C、N和CO2释放速率。结果表明,培养前期,秸秆预处理使土壤微生物量C数量增加了1．0～1．4倍,但降低了土壤微生物的呼吸活性;培养后期,NaOH和H2SO4处理使土壤微生物量C分别下降了28％和42％,但增加了土壤微生物的呼吸活性;H2O2处理则使土壤微生物量N增加90％;土壤微生物区系中的真菌比例在不同时刻有所增加,表明将秸秆预处理后施入土壤,将对土壤中微生物数量和呼吸活性产生一定影响。     

湿地氮素传输过程研究进展

综述了湿地氮素传输过程的研究进展。湿地氮素传输过程包括物理过程、化学过程和生物过程 ,与土壤、植物的发生、发育紧密联系在一起 ,并形成了空气 -水 -土 -生命系统中物质循环和能量流动的复杂网络。湿地硝态氮的淋失直接威胁着湿地地下水水质安全 ,N2 O源汇转变受土壤和水体等环境因子的制约 ,氨挥发则与水体 p H值密切相关排放。湿地氮素的化学转化过程是矿质养分供给和 N2 O产生的主要机制 ,受环境因子和人类活动干扰的影响 ;动力学模型可用于描述氮素的化学转化过程。湿地植物的吸收和累积以及微生物的分解过程是湿地氮素循环的重要环节。最后分析了当前国内外研究中存在的不足 ,并对未来研究的重点领域进行了展望