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硅是水稻生长的有益元素,为研究施硅对稻田CH4厌氧氧化过程的影响以及是否会改变夜间增温对该过程的影响效应,本试验设置夜间常温不施硅(CK)、夜间增温不施硅(NW)、夜间常温施硅(Si)和夜间增温施硅(NW+Si)4个处理。采集上述田间处理4 a后的耕层土壤,采用13CH4同位素标记法研究稻田土壤CH4厌氧氧化速率和固碳特征及其对氮输入的响应。结果表明：NW处理的CH4厌氧氧化速率为6.23 nmol·g-1·d-1(以13CO2计),显著低于CK处理;与NW处理相比,NW+Si处理的CH4厌氧氧化速率提高了22%。NW处理土壤中CH4氧化驱动的13C有机碳净增量(13C-SOC)为0.31μmol·g-1,与NW+Si无明显差异,这表明增温条件下施硅对稻田土壤CH4 相似文献
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【目的】研究硅肥对增温稻田甲烷（CH4）好氧氧化速率的影响效应,为探索未来全球变暖背景下稻田温室气体减排措施提供科学依据。【方法】采用田间开放式增温系统对稻田土壤进行夜间增温,共设4个处理:夜间常温不施硅 （CK）、夜间增温不施硅 （NW）、夜间常温施硅 （Si）和夜间增温施硅 （NW+Si）。采集上述处理4年后的耕层根际土和非根际土,在无氮添加和氮添加（NH4+、 NO3-和尿素）条件下进行室内培养,采用13CH4标记方法,研究稻田CH4好氧氧化速率和固碳特征及其对氮肥的响应。【结果】 Si处理稻田土壤的总有机碳和水溶性有机碳含量分别为23.2 g/kg和216.7 mg/kg,较CK稻田提高10.5%和26.7%;而NW处理的总有机碳和水溶性有机碳则分别较CK稻田降低11.9%和9.9%。施硅处理 （Si和NW+Si）根际土的CH4好氧氧化速率显著高于不施硅处理 （CK和NW）（P<0.05）,其中Si处理的氧化速率最高,为10.9 μg/ （g·d）,较NW处理提高45.3%。施硅处理 （Si和NW+Si）非根际土壤中CH4氧化驱动的13C有机碳 （ 13C-SOC）净增量为12.5~13.2 μmol/g,固碳效率达61%~66%,均高于不施硅处理 （CK和NW）。添加氮条件下4个处理的CH4氧化速率总体上大幅增加,其中以NW+Si处理的非根际土最明显。相反,氮添加对稻田的13C-SOC净增量无明显影响,从而降低了稻田土壤CH4氧化驱动的固碳效率。【结论】施硅可缓解夜间增温对稻田CH4氧化过程的抑制作用,同时也提高其固碳效率。 相似文献
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【目的】近年来,随着我国社会经济的快速发展和人们生活水平的提高及膳食结构的改善,越来越多的稻田被转为蔬菜种植,影响了土壤碳氮转化过程及其引起的温室气体排放。因此有必要探究稻田转为蔬菜种植,特别是该土地利用方式转变初始阶段的温室气体（CH4和N2O）排放特征及其关键影响因素。【方法】试验选取了长期种植水稻的双季稻田,将其中一部分转为蔬菜种植,另一部分继续种植水稻,每个处理设置了3个重复,按照当地常规模式进行管理。采用静态暗箱—气相色谱法连续3年进行田间原位观测,比较分析稻田和由稻田转变的菜地CH4和N2O排放特征及其年际变化差异,明确稻田转为菜地初始阶段CH4和N2O排放的关键影响因素。【结果】稻田是重要的CH4排放源,其第一年的排放强度（183.91 kg CH4-C·hm-2?a-1）明显低于后续两年（241.56—371.50 kg CH4-C·hm-2?a-1）,这主要归功于后两年降雨量的增加引起了土壤水分含量的升高。稻田转为菜地显著减少了CH4排放,减少量相当于稻田CH4年累积排放量的83%—100%。菜地第一年的CH4累积排放量（31.22 kg CH4-C·hm-2）显著高于第二年（0.45 kg CH4-C·hm-2）和第三年（0.89 kg CH4-C·hm-2）,表明稻田转菜地对CH4排放的影响具有时间滞后效应。稻田是弱的N2O排放源（1.35—3.49 kg N2O-N·hm-2?a-1）,其转为菜地显著增强了N2O排放。菜地第一年的N2O累积排放量（95.12 kg N2O-N·hm-2）显著高于第二年（38.28 kg N2O-N?hm-2）和第三年（40.07 kg N2O-N·hm-2）。菜地土壤异养呼吸对N2O排放的影响在第一年明显高于第二、三年,表明稻田转为蔬菜种植的第一年,有机质矿化对N2O排放有重要贡献。在100年尺度CO2当量下,稻田转为蔬菜种植第一和第二年的综合增温潜势（GWP）相对于稻田分别显著增加了390%和98%,主要是由于增加的N2O增温潜势超过了减少的CH4增温潜势。但是,稻田转为菜地的第三年,菜地的GWP（(16.72±3.25) Mg CO2-eq·hm-2）与稻田（(14.84±1.39) Mg CO2-eq·hm-2）相比无显著差异,主要是由于减少的CH4 增温潜势完全抵消了增加的N2O增温潜势。这些研究结果表明稻田转菜地对GWP的影响主要集中在该土地利用方式转变的第一年。【结论】稻田转为菜地显著减少了CH4排放,增加了N2O排放,增强了菜地第一和第二年的综合增温潜势。有机质矿化过程对新转菜地第一年较高的N2O排放有重要贡献。这些研究结果表明了评价土地利用方式转变初始阶段温室气体排放特征的重要性,便于及时采取有效管理措施缓解温室气体排放,实现环境友好型农业可持续生产。 相似文献
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【目的】探究土地利用变化对湿地土壤酶活性和温室气体排放之间关系的影响。【方法】以会仙岩溶湿地为研究样点,以湖泊湿地和其相邻的稻田为研究对象,采用比色法和静态暗箱法分别测定水稻整个生育期内主要土壤酶的活性及CO2和CH4的排放,并对二者之间的关系进行分析。【结果】稻田土壤的β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、蔗糖酶、几丁质酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均高于湖泊湿地,高出幅度为11.8%—32.7%。稻田CO2和CH4排放通量分别为255.9—789.7和-0.41—1.74 mg·m-2·h-1,平均值分别为445.8和0.42 mg·m-2·h-1,低于天然湖泊湿地。与湖泊湿地相比,稻田CO2和CH4排放总量分别降低了22.3%和83.3%,而增温潜势（GHGs,含N2O）降低了29.6%。相关性结果显示,CO2排放通量与β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、蔗糖酶和几丁质酶活性呈显著负相关关系,CH4排放通量与6种土壤酶活性显著负相关（P<0.05）。【结论】在会仙岩溶湿地系统中,天然的湖泊湿地转变为稻田可显著提高土壤酶活性,同时降低CO2和CH4的排放量,有利于微生物碳利用率的提高和土壤碳的封存。 相似文献
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以东北主要作物大豆、玉米和高粱为研究对象,首次同步考察了新鲜离体植物茎秆和叶片的N2O和CH4排放。结果表明：3种植物茎秆均能排放N2O,玉米茎秆排放量最大,为13.587μL/L;3种植物叶片的N2O排放较少,但42 h时大豆叶片的N2O排放出现高峰,浓度达33.913μL/L。3种植物茎秆的CH4排放表现出最初有排放之后吸收,3 h时玉米、大豆和高粱的CH4浓度分别为2.113、2.341和2.355μL/L;植物叶片CH4排放不明显,呈波浪起伏的变化规律。从N2O和CH4排放通量看,大豆叶片N2O通量最高,达210.970 ng/(g·h);玉米叶片CH4通量为0.148 ng/(g·h),其他茎叶均为吸收CH4。研究结果不仅为植物叶片本身既能排放N2O又能排放CH4... 相似文献
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为准确估算果园N2O排放与NH3挥发量，合理选用监测方法，试验以河北苹果园、葡萄园为研究对象，开展了土壤N2O排放和NH3挥发监测方法的探索，并分析采样方式、吸收液种类对监测结果的影响。结果表明：施肥区与非施肥区N2O排放累积量具有显著性差异；滴灌管下不同位置N2O排放差异很小。土壤N2O排放速率在上午9:00前后测定的结果与日均排放速率差异最小。尺寸较大的方形静态箱对N2O排放速率测定结果更准确，且变异系数更低；土壤N2O排放速率与采样间隔时间呈负相关。间歇式通气法与磷酸甘油—双海绵通气法进行NH3挥发监测结果均较为准确；间歇式通气法使用H3BO3作为吸收液对NH3挥发量较大的监测结果良好，但对挥发量较低的情况误差较大；采用H2SO4吸收液时与磷酸甘油—双海绵... 相似文献
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【目的】明确不同土地利用方式土壤氧化亚氮（N2O）排放系数的差异并评估区域N2O排放,为评估南方红壤丘陵区N2O排放清单提供基础数据和参考依据。【方法】选择南方红壤丘陵区4种常见的土地利用方式（油茶林、旱地农田、稻田和松林）,通过分析土壤不施肥与施氮肥时N2O排放速率和排放量的差异,计算排放系数,并用15N同位素标记方法探究硝化作用和反硝化作用对土壤排放N2O的相对贡献。【结果】不同土地利用方式土壤理化性质差异明显,稻田全氮含量最高（2.22 g/kg）,显著高于其他3种土地利用方式土壤（P<0.05,下同）。土壤不施肥时,N2O排放速率在0~227.80 μg/（kg·h）,施氮量为200 kg N/ha时,N2O排放速率在0~4213.27 μg/（kg·h）。4种土地利用方式的土壤N2O排放系数均随土壤孔隙含水量（WPFS）增加而增加,WPFS为75%时,稻田、旱地农田、油茶林和松林土壤N2O排放系数分别为2.47%、0.39%、2.31%和0.91%。4种土地利用方式土壤N2O排放系数主要受全氮含量影响,N2O累积排放量均与潜在反硝化潜势呈显著正相关,除稻田外,其他3种土地利用方式土壤N2O累积排放量也与潜在硝化势呈显著正相关,以NO3--N为底物的反硝化作用对N2O排放的相对贡献平均大于90.00%,远高于硝化作用。【结论】南方红壤丘陵区土壤以NO3--N为底物的反硝化作用主导N2O排放,施用氨基氮肥可能有效减少氮肥N2O排放损失,为国家执行碳中和政策提供理论依据。 相似文献
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生物炭与无机氮配施对稻田温室气体排放及氮肥利用率的影响 总被引：5，自引：0，他引：5
【目的】生物炭作为比表面积大、富含有多种营养元素的一种物质已被广泛应用于农业生产。弄清生物炭与化肥氮配合施用对稻田温室气体排放和氮肥利用率的综合影响,为合理使用生物炭提供科学依据。【方法】在武穴市花桥镇进行两年大田试验,设置4个处理,即不施氮肥（CK）、常规施氮（180 kg·hm -2）（IF）、常规施氮+10 t·hm -2生物炭（IF+C）、减氮30%+10 t·hm -2生物炭（RIF+C）。采用静态箱-气相色谱法对2018和2019年水稻生长季节稻田CH4和N2O排放通量进行监测,并测定水稻产量,探讨生物炭配施不同量无机氮对稻田CH4和N2O排放、水稻产量以及氮肥利用率的影响。【结果】（1）稻季CH4和N2O排放呈现明显的季节性变化规律。CH4排放峰值主要出现在分蘖期和齐穗期,N2O排放峰值主要出现在氮肥施用和排水后。2018和2019年稻季各处理CH4排放通量分别为0.01—48.97 mg·m -2·h -1和0.36—18.08 mg·m -2·h -1,N2O排放通量分别为-0.002—0.17 mg·m -2·h -1和0.01—0.28 mg·m -2·h -1。2018年各处理CH4和N2O的平均排放通量分别为6.17—7.16 mg·m -2·h -1和0.02—0.04 mg·m -2·h -1,2019年的分别为5.16—5.83 mg·m -2·h -1和0.05—0.08 mg·m -2·h -1。（2）与CK相比,无机氮肥的施用对CH4排放没有影响,但显著提高了N2O排放,增幅为32.6%—113.0%。与IF处理相比,生物炭与无机氮配施（IF+C、RIF+C）显著降低N2O排放,在2018年降幅为33.4%—43.1%,2019年为37.0%—39.5%,但对CH4排放的影响不显著,因此对全球增温潜势的影响不显著。生物炭与无机氮配施处理IF+C与RIF+C间CH4和N2O排放差异不显著。CH4排放是综合增温潜势（GWP）的主要贡献者,对GWP的贡献达84.4%—95.2%。（3）氮肥施用显著提高水稻产量,增幅达4.0%—6.0%。与IF处理相比,生物炭处理（IF+C、RIF+C）显著增加水稻产量,增幅达9.9%—11.9%。生物炭与无机氮配施处理IF+C与RIF+C间水稻产量差异不显著。与IF处理相比,IF+C、RIF+C处理氮肥利用率显著增加了7.7%—8.1%,且RIF+C的氮肥偏生产力两年分别增加了57.1%、52.3%。【结论】减氮30%配施生物炭能有效地降低稻田N2O排放、增加水稻产量、提高氮肥利用率,是一项可持续的农艺措施。但生物炭对稻田温室气体减排的效应还要进一步研究探讨。 相似文献
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【目的】明确长江中下游稻区不同水旱轮作模式与氮肥水平对稻田CH4排放的影响。【方法】以2003年至今的4种水（水稻）旱轮作长期定位试验为基础（分别为水稻-休闲（RF）,水稻-紫云英（RC-G）,水稻-小麦（RW）和水稻-稻草覆盖种植马铃薯（RP））,并设置3个氮肥水平,分别为N0（0）、N1（142.5 kg N·hm -2）和N2（202.5 kg N·hm -2）。于2016—2017利用静态箱-气象色谱法,在田间采集并测定水稻生长季CH4排放。 【结果】（1）轮作模式与氮肥互作对稻田CH4排放的影响主要集中在移栽后7—30 d内,其CH4累积排放量约为整个生育期的51.9%—72.3%。（2）轮作模式与氮肥水平对稻田CH4排放存在显著的互作效应;N0水平下,冬季作物栽培（包括RP、RW和RC-G）显著提高稻季CH4累积排放量,与RF相比分别增加74.1%—145.1%、68.5%—109.9%和56.4%—108.6%。（3）增施氮肥（N1和N2）后,CH4排放对轮作模式的响应出现分化。其中,RF、RP和RW模式下稻季CH4排放量随氮肥施用量的增加而逐渐增加;N2水平下,RP、RW和RF的CH4累积排放量分别为51.2—55.8、45.3-51.5和25.0—30.5 g·m -2,分别比N0水平提高23.0%—38.4%、26.7%—33.7%和35.3%—43.5%;而与N1相比,则提高9.9%—19.7%、20.8%—23.1%和17.4%—18.8%。而RC-G模式下则表现为增施氮肥一定程度上降低了稻季CH4排放;与N0相比,N1和N2下稻季CH4累积排放量分别降低20.7%—42.4%和10.6%—16.6%。（4）进一步解析与土壤CH4排放相关微生物菌群产甲烷菌（mcrA）和甲烷氧化菌（pmoA）丰度变化,发现N0水平下秸秆及绿肥全量还田能够显著增加产甲烷菌和甲烷氧化菌丰度;相关微生物对氮肥的响应机制因轮作模式而有所差异,增施氮肥促进产甲烷菌的增殖,却抑制了甲烷氧化菌的生长,但其变化幅度因轮作处理而有所不同。随着氮肥增施,RP、RW和RF的mcrA丰度增加191.4%、160.6%和143.3%,而RC-G则仅有62.6%。（5）另外,随着氮肥施用量的增加,RF、RP和RW模式下mcrA/pmoA比值增加,其增加比例分别为71.4%—141.1%、197.1%—258.2%和84.6%—165.5%,而RC-G则相反,下降26.8%—42.3%。其变化规律与CH4排放基本一致。 【结论】稻田系统中秸秆还田C/N的相对含量可能是干扰氮肥水平对稻田CH4排放作用的关键,当系统中碳冗余时,相关微生物活性受到土壤中有效氮制约,投入无机氮可以减轻氮的限制作用从而显著提高CH4排放;而碳不足时,继续投入无机氮,相关微生物繁殖由于受到土壤中有限碳源的限制其活性也会受到抑制,CH4排放相对减少。 相似文献
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不同根系分泌物对土壤N2O排放及同位素特征值的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】探究植物根系分泌的主要组分（有机酸、氨基酸、糖类）对土壤N2O排放及其微生物过程的影响,为选择适宜的植物进而控制土壤N2O排放提供支撑。【方法】通过室内试验分别添加草酸、丝氨酸、葡萄糖于土壤中模拟根系的3种主要分泌物,每种分泌物设置两个浓度水平：低浓度（150 μg C·d -1）和高浓度（300 μg C·d -1）,另设置添加蒸馏水的对照组,共7个处理。将土壤置于120 mL玻璃瓶中进行培养,24 h内采集气体样品7次,每次培养2 h,获取N2O排放速率、日累积排放量和同位素特征值（δ 15N bulk、δ 18O和SP（site preference,SP=δ 15N α-δ 15N β））。【结果】添加3种根系分泌物组分后,土壤N2O排放速率均逐渐升高,且均高于对照。高浓度处理组N2O累积排放量为：葡萄糖（（3.2±1.3）mg·kg -1·d -1）处理>丝氨酸（（2.6±0.5）mg·kg -1·d -1）处理>草酸（（1.4±0.2）mg·kg -1·d -1）处理,低浓度处理组为：草酸（（2.7±1.3）mg·kg -1·d -1）处理>丝氨酸（（1.8±0.4）mg·kg -1·d -1）处理>葡萄糖（（1.6±0.8）mg·kg -1·d -1）处理;添加根系分泌物的不同处理间土壤N2O的δ 18O值无明显差异,并稳定在24.1‰—25.6‰,且均显著高于对照（（20.1±1.5）‰）;土壤N2O的δ 15N bulk值与添加根系分泌物的种类有关,其中草酸处理组为（-20.06±2.22）‰、丝氨酸处理组为（-22.33±1.10）‰、葡萄糖处理组为（-13.86±1.11）‰、对照组为（-23.14±3.72）‰。各处理土壤N2O的SP值的变化范围为13.13‰—15.03‰,根系分泌物浓度越高,SP值越低。综合分析不同处理4个指标（N2O排放速率、N2O的δ 15N bulk、δ 18O和SP值）的不同时刻的检测值与日均值的校正系数,添加根系分泌物后第16小时各处理4个指标的校正系数最接近于1。【结论】在NH+ 4-300 mg N·kg -1的土壤环境下根系分泌物促进N2O的排放,且在培养期间（24 h）土壤N2O排放速率逐渐升高。高浓度处理组葡萄糖对土壤N2O排放速率促进效果最强,低浓度处理组草酸对土壤N2O排放速率促进效果最强。与对照组相比,根系分泌物的添加使N2O的δ 18O值显著升高;与对照组相比,葡萄糖的添加使δ 15N bulk值显著升高。根系分泌物浓度越高,反硝化作用对N2O的贡献越大。 相似文献
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运用密度泛函理论方法,在B3LYP/6-311++G**水平上对4-氨基-1,2,4-三唑阳离子(AT)和2,4,6-三硝基苯酚阴离子(PA)形成的氢键二聚体进行理论计算研究.计算得到4种稳定结构的氢键复合物及最稳定异构体D1的振动频率、电子吸收光谱与热力学性质.结果表明,氢键复合物中存在较强的N—H…O与C—H…O红移氢键.经过基组重叠误差和零点振动能校正后,D1的氢键相互作用能为-30.71kJ/mol.热力学计算显示,在298.15K和标准状态下,D1气态氢键复合物分子的形成过程是放热、熵减小的非自发过程,但在低温下能自发进行.D1分子的标准摩尔生成焓和标准摩尔生成自由能分别为98.7,474.4kJ/mol. 相似文献
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对果糖—BrO_3~-—H_2SO_4—丙酮体系在Mn~(2+)催化下的振荡反应动力学及其机理,以及各种因素对振荡反应的影响作了实验研究,得到了振荡反应诱导期t_(in)及振荡周期t_p与各反应物浓度间的关系式。 相似文献
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为筛选出适应陇县烟草种植的适宜密度,优化陇县烤烟品种布局并提高烟草产量与质量,通过小区对比试验,对烤烟品种秦烟99适宜栽植密度进行了研究,并对其农艺性状、抗病性、主要经济性状、原烟外观质量进行了评价。结果表明,随着栽培密度的增加,秦烟99大田生育期延长,株高、腰叶减小,发病率增加,经济效益变差,烤烟产量与栽植密度成正相关关系。陇县烟区秦烟99的栽植密度以1.50万株/hm2较为适宜,在该栽培密度条件下,烟叶产量达1 806.0 kg/hm2,产值达到50 433.0元/hm2。 相似文献
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由于临夏太子山国家级自然保护区独特的海拔与其不同气候类型的特征适合多种昆虫生存。因此,于2021年7月对临夏太子山进行昆虫资源调查,从而进行该保护区昆虫的分类、鉴定,以明确太子山昆虫的种类与分布。主要调查方法是样线法：即沿途在区内的小路两侧对昆虫进行采集,采集之后,制作标本并进行鉴定、保存。结果表明：在太子山采集到昆虫有5目13科31种,其中鳞翅目22种,鞘翅目6种,直翅目1种,膜翅目1种,双翅目1种。综合太子山生态发展情况,应加强临夏太子山的植被保护、加强临夏太子山旅游业的管理,使临夏太子山国家级自然保护区生态环境进一步优化,从而丰富临夏太子山昆虫多样性。 相似文献
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通过实地调查、标本采集与鉴定,调查了岳西县姚河村药用植物的资源种类与分布特点。结果表明,岳西县姚河村常用中药资源丰富,共有药用植物136种,隶属59科,主要分布在丘陵低山区。应可持续利用野生中药资源和合理发展中药种植,调整农业产业结构,促进当地中药产业的发展。 相似文献
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将Fe3O4包覆在聚电解质刷上,利用SiO2-coated PSSNa/Fe3O4固定化果胶酶,由于SiO2-coatedPSSNa/Fe3O4粒子表面吸附的Fe3O4增强了其磁力性能,使得其在反复利用的催化过程中具有简便、快速分离的优点.分别研究了固定化对果胶酶pH和温度稳定性以及贮藏稳定性的影响.结果表明,固定化果胶酶与自由果胶酶相比,受温度的影响较小且pH稳定性更高;在4℃放置30d后,固定化果胶酶的活力仍保持在最初活力的50％以上,而自由果胶酶则几乎失活,即固定化果胶酶的稳定性有了很大程度的提高. 相似文献