稻麦轮作生态系统中土壤湿度对N2O产生与排放的影响

通过对太湖地区稻麦轮作生态系统的N₂O排放及土壤湿度进行系统观测和开展一系列模拟实验,研究了降雨和土壤湿度对N₂O排放和产生过程的影响.结果表明,春季和秋季麦田N₂O排放与降雨量呈明显正相关,但水稻田和冬季麦田的N₂O排放不受降雨影响.稻麦轮作周期内的N₂O排放较强烈地受土壤湿度制约,土壤湿度为田间持水量的97～100%或84～86%WFPS(土壤体积含水量与总孔隙度的百分比)时,N₂O排放最强,低于此湿度范围时,N₂O排放通量与土壤湿度呈正相关,反之,则呈负相关.田间N₂O排放随土壤湿度的变化形式与模拟条件下培养土壤样品的N₂O产生率变化非常相似,但前者的最佳湿度范围比后者窄,而且偏小.     

华东稻麦轮作生态系统的N2O排放研究

根据对华东稻麦轮作周期的N2 O排放及其影响因子的连续观测结果 ,分析了N2 O排放时间变化以及施肥、灌溉、温度、土壤湿度和土壤速效N素含量对N2 O排放的影响 ,同时还比较分析了稻田N2 O和CH4排放 .研究结果表明 ,稻麦轮作周期内 ,水稻生长季的N2 O排放量仅占 30 % ,稻田持续淹水可比常规灌溉增加CH4排放量 2 6% ,减少N2 O排放量 1 1～ 2 6% .     

玉米植株对大田温室气体N2O排放的影响

利用封闭式箱法对玉米田Ｎ２Ｏ排放通量的观测表明,大田种植玉米后,对Ｎ２Ｏ排放产生了很大影响,玉米土壤系统的Ｎ２Ｏ排放通量大于不种玉米的土壤．此外,植物根系能明显促进土壤中Ｎ２Ｏ的排放,特别是在玉米生长后期尤为明显．从播种开始到年底,施尿素导致Ｎ２Ｏ排放为３．３ｋｇ·ｈｍ－２,玉米植株为０．６９ｋｇ·ｈｍ－２,占总排放量的１７．３％．     

土壤含水量与N2O产生途径研究

土壤含水量变化对Ｎ２Ｏ产生和排放影响的研究表明,不同含水量情况下,Ｎ２Ｏ排放也不相同．特别是用乙炔抑制技术证明了在播种前后,气候干燥而土壤含水量较低的情况下,Ｎ２Ｏ产生主要来自于硝化过程;降雨后,土壤含水量较高时,Ｎ２Ｏ主要是通过反硝化过程产生;而在农田中等含水量情况下,土壤微生物的硝化和反硝化作用产生的Ｎ２Ｏ大约各占一半．指出旱作农田Ｎ２Ｏ产生途径主要取决于土壤水分的控制和调节．     

广州地区晚稻田CH4和N2O的排放通量及其影响因素

用密闭箱法同时研究了广州地区晚稻田CH4和N2 O的排放通量。结果表明 ,连续淹水、常规连作和水旱轮作等 3种处理的CH4平均排放通量分别为 1 7 63、2 84和0 36mg·m- 2 ·h- 1 ,而N2 O的平均排放通量分别为 6 74、1 1 69和 55 0 7μgN2 O N·m- 2 ·h- 1 ,表明稻田连续淹水显著增加CH4的排放而降低N2 O的排放。水旱轮作降低CH4排放而提高N2 O的排放 ,说明稻田CH4和N2 O排放之间存在着消长关系。讨论了这 2种温室气体排放的影响因素 ,并初步分析了它们对温室效应的相对贡献。     

地表UV-B辐射增强对土壤-大豆系统N2O排放的影响

通过大田试验和室外盆栽试验,采用人工增加紫外辐射的方法模拟UV-B辐射增强,用静态箱-气相色谱法测定N_2O排放通量,研究地表UV-B辐射增强对土壤-大豆系统N_2O排放的影响.结果表明:在相同的气象条件和田间管理措施下,UV-B辐射增强没有改变土壤-大豆系统N_2O排放通量的季节性变化规律.但从植株结荚到成熟,UV-B辐射增强降低了土壤-大豆系统N_2O排放通量,进而降低了N_2O的累积排放量.收割实验发现,在分枝开花期,UV-B辐射增强对土壤N_2O排放影响明显,降低了土壤N_2O排放通量;从结荚至鼓粒期,UV-B辐射增强主要通过降低植株地上部分N_2O排放通量来降低土壤-大豆系统的N_2O排放.UV-B辐射增强显著降低了植株的生物量,并影响到植株的氮代谢和土壤NH_4~+-N与微生物氮.UV-B辐射增强可能会导致农田生态系统N_2O排放量降低.     

田间大豆植株N2O通量的测定及光照的影响

采用封闭式箱法 ,在田间自然状况下对大豆植株N2 O通量进行了测定 .结果表明 ,在主要生育期内 ,大豆植株N2 O通量有 2个释放高峰 ,分别位于苗期和开花结荚期 .大豆植株N2 O通量的昼间变化模式基本上为上午有 1个释放高峰 ,而下午有一个释放低谷 .施肥和对照小区N2 O平均通量分别为 2 .2 7和 1 .2 8μgN2 Om- 2 ·h- 1 .在较强的光照条件下( 1 0 4 lx数量级 ) ,大豆植株N2 O通量较低 ,甚至可吸收大气中的N2 O ,而在较弱光照条件下( 1 0 3～ 1 0 2 lx数量级 ) ,大豆植株N2 O通量较高 .     

华东稻麦轮作生态系统的N2O排放研究

根据对华东稻麦轮作周期的N₂O排放及其影响因子的连续观测结果,分析了N₂O排放时间变化以及施肥、灌溉、温度、土壤湿度和土壤速效N素含量对N₂O排放的影响,同时还比较分析了稻田N₂O和CH₄排放.研究结果表明,稻麦轮作周期内,水稻生长季的N₂O排放量仅占30%,稻田持续淹水可比常规灌溉增加CH₄排放量26%,减少N₂O排放量11～26%.     

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。     

若尔盖高原沼泽湿地N2O排放通量研究

应用静态箱/气相色谱法,测定了若尔盖高原沼泽N₂O排放能量,测定期为该地植物生长期,即2004年4月末至10月初。结果表明,若尔盖高原沼泽湿地N₂O排放通量平均值为0.010mg·m^-2h^-1,最大值为0.079mg·m^-2h^-1,最小值为-0.051mg·m^-2h^-1。高峰排放期为5月,最低排放期为地表水深最大的6月。沼泽湿地N₂O排放通量季节变化与沼泽湿地水深呈负相关关系。沼泽湿地N₂O排放通量日变化与大气温度呈正相关关系,排放高值出现在午后。若尔盖高原沼泽湿地在植物生长期的年排放总量约为0.159Gg·a^-1。     

植物释放N2O速率及施肥的影响

采用开放式箱法和乙炔抑制技术,研究了大豆、春小麦和谷子3种植物不同生育期的N_2O释放速率以及施肥对春小麦N_2O释放速率的影响。研究发现,3种植物N_2O释放速率不同,但都具有在生长发育的前期阶段逐渐增加,至开花期前后达到高峰,然后又迅速下降的相似变化规律。在相应生育期,大豆表现出比谷子和春小麦更高的N_2O释放速率。不同的施肥量造成春小麦不同的生长状况,其N_2O释放速率也随之不同,过量施肥引起N_2O释放速率增加。     

几种旱地农作物在农田N2O释放中的作用及环境因素的影响

用封闭箱法原位观测几种旱田Ｎ２Ｏ的排放通量,并与裸地Ｎ２Ｏ通量比较,评价植物在农田Ｎ２Ｏ释放中的作用．田间观测与室内模拟实验结合,考察环境因子对Ｎ２Ｏ通量的影响．结果表明１ｄ内大豆田Ｎ２Ｏ通量有两个释放高峰,而菠菜田和春小麦田只有１个释放高峰．种植大豆较大地提高了农田Ｎ２Ｏ的排放通量．农田裸地为一较弱的Ｎ２Ｏ释放源,且在１年的一定时期内表现为大气Ｎ２Ｏ的汇．光照变化对植物Ｎ２Ｏ通量影响很大,在较弱的光照条件下,植物释放Ｎ２Ｏ的通量较高．     

不同种类氮肥对土壤释放N2O的影响

用培养试验模拟研究了在正常水分 ( 2 2 % )、干旱 ( 1 2 % )和高含水量 ( 32 % )条件下 ,普通碳酸氢铵 (普碳 )、尿素及新型肥料长效碳酸氢铵 (长碳 )对土壤释放N2 O的影响 ;同时考察了土壤NO-3 的形成时间和形成量 .结果表明 ,农田中施加的无机氮肥是大气中N2 O的重要来源 ,而长碳与普碳和尿素相比 ,不但可以明显延后N2 O释放高峰期出现时间 ,而且大多数情况下可以显著减少其释放量 (P <0 .0 1 ) .在 5个月的监测期内 ,与普碳和尿素相比其减少N2 O释放的比例分别为 80 .2 3和 88.41 % ( 1 2 %含水量 ) ,40 .0 0和2 7.59% ( 2 2 %含水量 ) ,无减少作用和 45.88% ( 32 %含水量 ) .本研究结果提示长碳具有作为农田生态系统N2 O减排措施的巨大潜力 ,同时暗示在农业中用长碳代替目前普遍应用的普碳 ,可以减少地下水中NO-3 引起的污染 .     

几种木本植物的N2O释放与某些生理活动的关系

使用带有开放气路的气体交换测定系统,同步测定了几种针、阔叶树种的光合作用、呼吸作用及气孔导度．结果表明,低光下树木针叶或叶片释放Ｎ２Ｏ的速率与光合速率无显著相关．伴随根、茎、叶的呼吸,检测到有Ｎ２Ｏ吸收现象,其通量与温度及呼吸强度呈正相关．气孔导度明显影响Ｎ２Ｏ的通量,表明气孔可能是木本植物释放Ｎ２Ｏ的主要途径．     

稻田CH4和N2O的排放及养萍和施肥的影响

用箱法对我国东北稻田ＣＨ４和Ｎ２Ｏ排放进行观测研究表明,东北稻田的ＣＨ４排放通量比南方稻田小,平均日排放通量和生长季节排放总量分别为０．０７和７．４ｇ·ｍ－２．稻田淹水期几乎没有Ｎ２Ｏ的净排放,但在非淹水期内却有大量Ｎ２Ｏ排放（平均通量５９μｇＮ２Ｏ·ｍ－２·ｈ－１）．稻田养萍和施肥明显促进ＣＨ４和Ｎ２Ｏ排放．稻田ＣＨ４和Ｎ２Ｏ排放之间存在消长关系．制定稻田温室气体减排技术措施时应充分注意这一关系．     

脲酶抑制剂和硝化抑制剂的协同作用对尿素氮转化和N2O排放的影响

根据培养试验,论述了脲酶抑制剂氢醌和硝化抑制剂双氰胺和碳化钙的不同组合在土壤正常水分和渍水的条件下对于土中尿素的水解及其释出的氨的吸附、氧化和挥发以及Ｎ２Ｏ生成的影响．文章指出,配合使用氢醌和双氰胺既能延缓土中尿素的水解并使水解后释出的氨在土中得以更多和更长时间的保持,还能减少土中硝酸盐的累积、氨挥发的损失及Ｎ２Ｏ的生成．这表明在脲酶抑制剂和硝化抑制剂间可能存在一定的协同作用．很好利用这一作用,将有益于提高尿素肥效和减少其Ｎ损失与环境污染．     

若尔盖高原沼泽湿地N_2O排放通量研究

应用静态箱/气相色谱法,测定了若尔盖高原沼泽N2O排放能量,测定期为该地植物生长期,即2004年4 月末至10月初。结果表明,若尔盖高原沼泽湿地N2O排放通量平均值为0.010 mg·m-2h-1,最大值为0.079 mg·m-2h-1, 最小值为-0.051mg·m-2h-1。高峰排放期为5月,最低排放期为地表水深最大的6月。沼泽湿地N2O排放通量季节变化与沼泽湿地水深呈负相关关系。沼泽湿地N2O排放通量日变化与大气温度呈正相关关系,排放高值出现在午后。若尔盖高原沼泽湿地在植物生长期的年排放总量约为0.159Gg·a-1。     

植物排放N2O和CH4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(Ixendium 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).