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《农业环境与发展》2020,(3)
农田管理措施对农田生态系统碳循环影响显著,进而制约土壤肥力、农业生产及粮食安全,影响气候变化和环境健康。本文综述了不同农田管理措施(施肥方式、种植制度、耕作模式)对农田土壤有机碳、含碳温室气体排放和土壤微生物的影响。发现有机肥与无机肥配施情景下土壤有机碳增速最快,且施肥量与土壤碳库存在阈值效应;有机肥的施用增加了土壤中CO2排放通量,磷、钾两种肥料的施用与施用氮肥相比更能降低农田土壤排放温室气体产生的全球增温潜势;提高有机肥和磷肥的施用比例有利于土壤中微生物丰富度的提高和微生物量碳的积累。种植结构和种植密度均会影响农田土壤的碳储量,种植结构对农田生态系统温室气体排放影响显著,轮作和间作的种植模式与传统单一作物种植相比可有效减少农田含碳温室气体的排放,同时,轮作与连作相比更有利于土壤微生物多样性的增加。保护性耕作措施有利于农田土壤固碳效率的提高,可降低农田温室气体的排放,且对微生物活性、多样性、群落结构以及碳源利用情况均有积极影响。最后总结了国际主流碳模型在农田生态系统的应用概况,并提出了未来发展展望。 相似文献
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《土壤通报》2010,(6)
N2O是重要的温室气体,大气中N2O浓度的增加不仅加剧了全球的温室效应,而且间接破坏臭氧层,导致地表紫外线辐射增强。土壤是大气中最重要的N2O排放源。本文较为详细地介绍了国内外关于农田N2O排放的研究进展。对土壤N2O的产生机制和影响农田土壤N2O产生和排放的因素,如:土壤温度、土壤湿度、pH、有机无机氮肥、种植作物、土地利用变化和耕作方式等作了详细分析,并围绕《2006年IPCC指南》中对土壤温室气体排放清单编制标准的修改部分,结合国内外最新研究成果,重点对有机无机氮肥的施用、耕作方式和土地利用变化的影响做了详细论述,最后提出了目前农田土壤N2O排放研究中存在的一些问题。 相似文献
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施用生物炭对农田生态系统影响的研究进展 总被引：8，自引：0，他引：8
从施用生物炭对土壤理化性状、土壤生物、土壤碳截留、作物产量、温室气体排放的影响等方面,总结分析了施用生物炭对农田生态系统的影响。结果表明,施用生物炭能够改善土壤理化特性和微生物生境,提高养分利用率,但对作物的增产效应具有一定的不确定性。生物炭的稳定性对增加农田土壤碳截留有重要作用,其降解过程目前尚不清楚。添加生物炭影响土壤有机质分解即激发效应,但激发效应的方向和幅度的变异较大。在影响温室气体排放方面,施用生物炭能有效减少N2O排放,但对CO2和CH4的减排效应具有较大的不确定性,生物炭的性质、施用量、土壤类型和肥力状况等因素是导致这些不确定性的主要原因,今后应综合考虑以上因素开展长期定位试验,客观评价生物炭对农田生态系统功能的影响和作用。 相似文献
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耕作措施对华北农田CO_2排放影响及水热关系分析 总被引：5，自引：3，他引：2
为探讨不同耕作措施对农田土壤呼吸排放的影响及其与土壤温度、水分之间的关系,该研究利用长期定位试验研究翻耕、旋耕、免耕3种耕作措施下冬小麦、夏玉米生育期农田CO2的排放通量及其季节变化规律,并通过农田土壤温度、水分对CO2的排放通量进行回归统计分析.结果表明:不同耕作措施下农田CO2排放通量具有明显的季节排放规律,冬小麦、夏玉米生育期农田CO2排放通量:翻耕>旋耕>免耕,且处理间差异都达到显著或极显著水平.不同耕作措施对农田土壤温度及土壤含水率具有显著的影响,免耕条件下农田各层土壤温度最低,冬小麦季免耕农田土壤水分含量高于其他两处理.各处理条件下农田CO2排放通量与土壤温度具有显著的相关性,其中翻耕处理的CO2排放通量与10 cm土温相关性最高,旋耕和免耕则均与20 cm土温相关性最高.当土壤温度高于10℃时CO2排放通量与5 cm土壤含水率具有显著的相关性,此时土壤水分成为CO2排放的主要影响因素. 相似文献
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保护性耕作对温室效应的影响 总被引：15，自引：2，他引：13
农业是非常重要的温室气体排放源,而不合理的农田管理措施强化了农田排放源的特征,同时弱化了吸收汇的作用。保护性耕作对温室效应的影响来自两方面,一方面是免耕减少了农田CO2排放,对CH4和N2O排放的影响不明确;另一方面是秸秆还田以后部分秸秆C以气体形式释放进入大气,增加了农田CO2、CH4排放,但秸秆还田相对其他用途提高了土壤固碳潜力,减少了总的温室气体排放量。通过耕作与秸秆管理对温室气体排放资料的整理分析,指明保护性耕作是一种有利于减少温室效应的农田管理措施,为保护性耕作的温室效应研究提供借鉴。 相似文献
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施用有机肥对农田温室气体排放影响研究进展 总被引：3，自引：2，他引：1
有机肥因具有丰富的氮、磷、钾、生物活性物质,能改善地力及作物品质等优点,而被广泛运用。然而有机肥对农田土壤的作用机理复杂,对农田土壤温室气体的影响不容忽视。通过增加土壤中有机C、改变土壤的C/N、影响土壤呼吸速率、增强土壤微生物活性等途径影响农田土壤温室气体的排放量。本文结合当前国内外研究进展,综述了施用有机肥对农田温室气体排放影响因子及作用特征,并提出了今后重点研究方向,以期为更好地揭示有机肥对农田温室气体通量的作用机制和控制农田温室气体排放提供参考。 相似文献
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Meta分析有机肥施用对中国北方农田土壤CO2排放的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为了探明中国北方地区不同气候类型、施肥措施、有机肥类型和试验年限下,有机肥施用(单施有机肥、有机无机肥配施)对生育期农田土壤CO_2排放量的影响,该研究以不施肥、施用无机肥分别作为对照,根据已发表的相关田间试验数据,采用Meta分析方法,定量研究有机肥、有机肥配施无机肥对农田土壤CO_2排放量的影响。结果表明:与不施肥、施用无机肥相比,有机肥施用总体上显著提高了农田土壤CO_2排放量,分别提高了50.6%和36.3%;有机肥施用下,农田土壤CO_2排放量依次减少的顺序为:单施有机肥、有机无机配施、无机肥+有机肥+缓释肥;采用有机肥+无机肥+缓释肥配施,土壤CO_2排放量未显著增加;相比牛粪、猪粪和商品有机肥,鸡粪类有机肥对土壤CO_2排放正效应最大;有机肥施用下,灰漠土农田土壤CO_2排放量相对高;农田土壤CO_2排放量与年均气温正相关,与年均降水量负相关。从环境的角度考虑,建议在中国北方采用无机肥+有机肥+缓释肥配施技术,不建议鸡粪大量施用及在灰漠土农田大量施用有机肥。该研究成果可为有机肥替代部分化肥在中国北方地区的推广应用提供参考。 相似文献
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耕作措施对华北农田CO2排放影响及水热关系分析 总被引：7，自引：0，他引：7
为探讨不同耕作措施对农田土壤呼吸排放的影响及其与土壤温度、水分之间的关系,该研究利用长期定位试验研究翻耕、旋耕、免耕3种耕作措施下冬小麦、夏玉米生育期农田CO2的排放通量及其季节变化规律,并通过农田土壤温度、水分对CO2的排放通量进行回归统计分析。结果表明：不同耕作措施下农田CO2排放通量具有明显的季节排放规律,冬小麦、夏玉米生育期农田CO2排放通量：翻耕＞旋耕＞免耕,且处理间差异都达到显著或极显著水平。不同耕作措施对农田土壤温度及土壤含水率具有显著的影响,免耕条件下农田各层土壤温度最低,冬小麦季免耕农田土壤水分含量高于其他两处理。各处理条件下农田CO2排放通量与土壤温度具有显著的相关性,其中翻耕处理的CO2排放通量与10 cm土温相关性最高,旋耕和免耕则均与20 cm土温相关性最高。当土壤温度高于10℃时CO2排放通量与5 cm土壤含水率具有显著的相关性,此时土壤水分成为CO2排放的主要影响因素。 相似文献
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The first inventory and zoning of the emission and sink of methane and carbon dioxide in the urban structure of greenhouse gases from soils and surface technogenic formations (STFs) (Technosols) on technogenic, recrementogenic, and natural sediments have been performed with consideration for the global warming potential under conditions of different formation rate of these gases, underflooding, and sealing. From gas geochemical criteria and anthropogenic pedogenesis features, the main sources of greenhouse gases, their intensity, and mass emission were revealed. The mass fractions of emissions from the sectors of waste and land use in the inventories of greenhouse gas emissions have been determined. New sources of gas emission have been revealed in the first sector, the emissions from which add tens of percent to the literature and state reports. In the second sector, emissions exceed the available data in 70 times. Estimation criteria based on the degree of manifestation and chemical composition of soil-geochemical anomalies and barrier capacities have been proposed. The sink of greenhouse gases from the atmosphere and the internal (latent) sink of methane in soils and STFs have been determined. Ecological functions of soils and STFs have been shown, and the share of latent methane sink has been calculated. The bacterial oxidation of methane in soils and STFs exceeds its emission to the atmosphere in almost hundred times. 相似文献
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农田土壤黑碳应用研究进展 总被引：1，自引：1，他引：0
在应对全球气候变暖和保障粮食安全的双重背景下,如何增加土壤碳库容量、 提升土壤生产力以及减少环境危害已成为农学家、 土壤学家和环境学家在二十一世纪的研究重点和热点,黑碳（或生物碳）在农田土壤中的应用作为一种增加土壤碳库和提高土地生产力的新方法引起了极大关注。本文综述了黑碳在农业土壤中的含量,应用黑碳（生物碳）对作物产量、 土壤肥力和温室气体排放的影响; 探讨了应用黑碳影响作物生产力和土壤环境行为的机理以及农田土壤应用黑碳在不同区域、 作物类型、 用量和黑碳性质上的差异表现; 展望了农田应用黑碳未来研究的方向和热点。 相似文献
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菜地土壤CO2与N2O排放特征及其规律 总被引：2，自引：0，他引：2
为了解不同集约化类型菜地土壤CO2和N2O排放特征及影响因子,选取京郊20年露地老菜地(OV20)、3年菜地种植历史的露地新菜地(OV3)、3年大棚菜地(GV3),以及相邻的当地典型粮田玉米地(Maize)4个类型地块,研究了春黄瓜生育期间土壤CO2和N2O排放特征及影响因子。结果表明:1)春黄瓜生育期间的土壤CO2排放通量主要受土壤5 cm处温度(指数关系)和土壤水分(对数关系或二次抛物线关系)影响;期间玉米地土壤CO2平均排放通量为(346.8±56.5)mg.m-2.h-1,20年露地菜地、3年露地菜地有机肥处理、3年露地菜地配施处理、3年大棚菜地的土壤CO2平均排放通量分别是玉米地的1.38、1.21、1.39和1.56倍。2)土壤N2O排放通量与施肥活动密切相关,排放高峰都出现在氮肥施用后,并受土壤温度和水分的影响。基肥后土壤温度低(15～20℃),排放峰出现在第5 d,排放峰持续时间(长达20 d)与施肥量相关;追肥后土壤温度高(>20℃),排放高峰发生早(追肥后第3 d),但因追肥用量低,因此持续时间短(仅一周)。3)黄瓜生长期内玉米地N2O累积排放量为N(1.95±0.10)kg.hm-2,20年老菜地、3年大棚菜地和3年新菜地N2O累积排放量分别是同期大田玉米地的1.67、1.95和1.99倍。4)本实验中春黄瓜生长季菜地土壤化肥氮N2O排放系数在1.86%～4.71%之间,显著高于IPCC旱地排放缺省值1%。其中,新菜地排放系数高于老菜地,设施菜地排放系数高于露地菜地;但有机肥氮的N2O排放系数则远远低于化肥氮的排放系数,仅为0.11%。 相似文献
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Exchange of greenhouse gases between soil and atmosphere: interactions of soil physical factors and biological processes 总被引：34，自引：0，他引：34
K. A. Smith T. Ball F. Conen K. E. Dobbie J. Massheder & A. Rey 《European Journal of Soil Science》2003,54(4):779-791
This review examines the interactions between soil physical factors and the biological processes responsible for the production and consumption in soils of greenhouse gases. The release of CO2 by aerobic respiration is a non‐linear function of temperature over a wide range of soil water contents, but becomes a function of water content as a soil dries out. Some of the reported variation in the temperature response may be attributable simply to measurement procedures. Lowering the water table in organic soils by drainage increases the release of soil carbon as CO2 in some but not all environments, and reduces the quantity of CH4 emitted to the atmosphere. Ebullition and diffusion through the aerenchyma of rice and plants in natural wetlands both contribute substantially to the emission of CH4; the proportion of the emissions taking place by each pathway varies seasonally. Aerated soils are a sink for atmospheric CH4, through microbial oxidation. The main control on oxidation rate is gas diffusivity, and the temperature response is small. Nitrous oxide is the third greenhouse gas produced in soils, together with NO, a precursor of tropospheric ozone (a short‐lived greenhouse gas). Emission of N2O increases markedly with increasing temperature, and this is attributed to increases in the anaerobic volume fraction, brought about by an increased respiratory sink for O2. Increases in water‐filled pore space also result in increased anaerobic volume; again, the outcome is an exponential increase in N2O emission. The review draws substantially on sources from beyond the normal range of soil science literature, and is intended to promote integration of ideas, not only between soil biology and soil physics, but also over a wider range of interacting disciplines. 相似文献
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水分状况对水田土壤N2O排放的影响 总被引：31，自引：0，他引：31
通过室内培养试验,研究了不同水分含量下水稻土的Ｎ２Ｏ排放,结果表明,在水分含量相当于田间持水量时,土壤具有最大的Ｎ２Ｏ排放速率,当水分含量在田间持水量之上时,反硝化作用是Ｎ２Ｏ的主要来源。水分含量在田间持水量之下时,尽管硝倾作用强烈,但Ｎ２Ｏ排放量较小。通过温室盆栽试验研究了不同水分管理措施下,水稻土Ｎ２Ｏ和ＣＨ４的排放,同常规水分管理方式相比,长期淹水显著增加ＣＨ４的排放而减少了Ｎ２Ｏ的排放。相反,湿润灌溉的处理在整个水稻生长期内没有明显的ＣＨ４排放,但其Ｎ２Ｏ排放对水分状况敏感,出现数次峰值,从而总排放量远高于其它两处理。 相似文献
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稻田是大气温室气体甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)的重要排放源, 稻田温室气体减排一直是生态农业研究的热点。目前, 采用水稻品种选择利用、水分控制管理、肥料运筹管理、耕作制度调整以及种养结合模式等方法来减少稻田温室气体排放有较好实践效应, 但不同稻田栽培环境(露地、网室)基础上的稻鸭共作对麦秸全量还田的稻田温室气体排放特征及相关土壤理化特性关联性的影响尚为少见。本研究采用裂区设计, 在两种栽培环境条件下, 以无鸭子放养的常规稻作和麦秸不还田为对照, 在等养分条件下分析麦秸全量还田与稻鸭共作模式对稻田土壤氧化还原电位、CH4排放量、产CH4潜力及CH4氧化能力、N2O排放量及N2O排放高峰期土壤反硝化酶活性、全球增温潜势、水稻产量的影响, 为稻田可持续生产和温室气体减排提供参考。结果表明, 麦秆还田增加了稻田产CH4潜力、提高了CH4排放量, 降低了稻田土壤反硝化酶活性、土壤氧化还原电位和N2O排放量, 整体上导致全球增温潜势上升96.89%~123.02%; 稻鸭共作模式, 由于鸭子的不间断活动提高了稻田土壤氧化还原电位, 降低了稻田产CH4潜力, 增强了稻田CH4氧化能力, 从而降低稻田CH4排放量, N2O排放量虽有提高, 整体上稻鸭共作模式的全球增温潜势较无鸭常规稻田下降8.72%~14.18%; 网室栽培模式显著提高了稻田土壤氧化还原电位, 降低稻田产CH4潜力、CH4氧化能力和土壤反硝化酶活性, 减少了稻田CH4和N2O排放量, 全球增温潜势降低6.35%~13.14%。本试验条件下, 稻田土壤的CH4氧化能力是产CH4潜力的2.21~3.81倍; 相同环境条件下, 稻鸭共作和麦秸还田均能增加水稻实际产量, 网室栽培的所有处理较相应的露地栽培减少了水稻实际产量1.19%~5.48%。本试验表明, 稻鸭共作和网室栽培可减缓全球增温潜势, 稻鸭共作和麦秸还田能够增加水稻实际产量。 相似文献
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施肥对板栗林土壤活性碳库和温室气体排放的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
在浙江省临安市典型板栗林试验地,利用静态箱-气相色谱法测定了不同施肥条件下板栗林土壤CO2和N2O排放速率,同时测定了土壤水溶性有机碳（WSOC）和微生物量碳（MBC）含量。初步探讨了施肥对板栗林土壤活性碳库与温室气体排放速率的影响,以及土壤温室气体排放速率与活性碳库之间的关系。本试验设置不施肥（CK）、 无机肥（IF）、 有机肥 （OF）和有机无机混合肥（OIF,1/2无机肥和1/2有机肥）4个施肥处理。结果表明, 施肥1个月后,与不施肥（CK）处理相比,无机肥（IF）、 有机肥（OF）和有机无机混合肥（OIF）处理下土壤CO2排放速率分别增加了87%、 38%和61%, N2O排放速率分别增加了101%、 67%和95%; 而施肥6个月后,与CK处理相比,IF、 OF和OIF处理下土壤CO2 排放速率分别增加了51%、 43%和64%,N2O排放速率分别增加了21%、 29%和47%。同时,施肥显著增加板栗林土壤WSOC和MBC含量（P＜0.05）。此外,土壤CO2和N2O排放速率与WSOC含量均呈显著正相关（P0.05）,而与MBC含量没有显著的相关性。因此,施肥引起板栗林地土壤WSOC含量增加可能是导致板栗林地土壤温室气体排放增加的重要原因之一。 相似文献