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【目的】 通过在有机肥基础上增施不同量无机氮,研究滴灌水肥一体化条件下温室番茄土壤N2O排放和脲酶（UR）、硝酸还原酶（NR）、亚硝酸还原酶（Ni R）以及羟胺还原酶（Hy R）活性的动态变化,分析各处理土壤N2O排放特征及土壤UR、NR、Ni R和Hy R活性对土壤N2O排放的影响,揭示在滴灌水肥一体化下N2O排放过程机制。【方法】 试验共设CK（不施氮）、N1（200 kg·hm -2有机氮）、N2（200 kg·hm -2有机氮+ 250 kg·hm -2无机氮）、N3（200 kg·hm -2有机氮+ 475 kg·hm -2无机氮）4个处理。采用静态箱-气相色谱法,对番茄生育期内土壤N2O排放、土壤酶活性、土壤温湿度等进行监测。【结果】 滴灌水肥一体化,各施氮处理均在施肥+灌溉后第1天出现N2O排放高峰,随着时间推移不断下降,不同处理番茄整个生育期N2O排放通量在0.98—1 544.79 μg·m -2·h -1。土壤N2O排放总量差异显著,依次为N3（（7.13±0.11）kg·hm -2）>N2（（4.87±0.21）kg·hm -2）>N1（（2.54±0.17）kg·hm -2）>CK（（1.56±0.23）kg·hm -2）,与N3相比,处理N1、N2土壤N2O排放总量分别降低了64.38%、31.70%。番茄生育期内N2O季节排放特征明显,秋季高,冬季低。土壤氮素转化相关酶活性大致随施氮量的升高而增高。土壤N2O排放通量与5 cm土壤温度、0—10 cm土层硝态氮含量、土壤NR活性及土壤Hy R活性均呈极显著正相关（P＜0.01）。【结论】 滴灌水肥一体化下,土壤微生物处于好气环境,土壤N2O主要来自于硝化过程,减少了由反硝化过程所产生的N2O排放。综合考虑番茄产量、品质、N2O排放等因素,推荐北方温室秋冬茬番茄施用200 kg·hm -2有机氮+250 kg·hm -2无机氮,75 kg·hm -2 P2O5,450 kg·hm -2 K2O较为适宜。 相似文献
2.
【目的】获得玉米种植土壤氧化亚氮(N2O)减排的滴灌施肥模式,揭示不同滴灌灌水量和施氮比例下土壤无机氮含量对土壤N2O排放的影响。【方法】在移动防雨棚内开展2季玉米3种滴灌灌水量(W60、W80和W100分别为田间持水量的50%～60%、70%～80%和90%～100%)和2种滴灌施氮比例(等N量为180 kg·hm-2,其中,F55为50%氮肥作基肥土施、50%氮肥作滴灌施肥,F37为30%氮肥作基肥土施、70%氮肥作滴灌施肥)的田间试验,测定生育期内土壤N2O通量和不同生育时期土壤无机氮含量,计算不同生育时期和全生育期土壤N2O排放量,分析土壤N2O通量与土壤无机氮含量之间的关系。【结果】2季玉米土壤的N2O排放规律相似;相同施氮比例下,W100水分处理下土壤N2O排放通量在多数玉米生育时期高于W60和W80,表明高水分处理下土壤N2O排放通量高于中、低水分处理;相同水分处理下,除夏季玉米苗期外,土壤N 相似文献
3.
为了揭示设施菜地N2O排放的变化规律,了解水肥气耦合对设施菜地土壤N2O的影响,对不同水肥气处理进行综合评价,提出合理的减排措施。试验以番茄为供试作物,设置了灌水水平(I)、施肥水平(F)和加气水平(A)3个因素,以不加气(CK)充分灌溉条件下2个施肥水平为对照,设置I1和I2(分别为亏缺灌溉和充分灌溉,对应作物-皿系数(Kcp)分别为0.8和1.0)2个灌水水平,F1和F2(分别为低肥和高肥,对应施氮量为180 kg·hm-2和240 kg·hm-2)2个施肥水平,A1和A2(分别为1倍气和2倍气)2个加气水平,共10个处理。采用静态暗箱-气相色谱法对番茄全生育期N2O排放进行监测分析,系统研究水肥气耦合对温室番茄土壤N2O排放的影响及其影响因素。结果表明：灌水量和施肥量的增加均会增加土壤N2O排放通量,I2处理的N2O排放通量比I1处理平均增加14.79%(P>0.05),F2处理... 相似文献
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【目的】研究滴灌追氮管理对宿根蔗田土壤氮组分和N2O排放的影响，揭示影响土壤N2O通量的土壤因子。【方法】以二代宿根蔗Saccharum officinarum为研究对象，在移动防雨棚内进行2个滴灌灌水量[田间持水量的70%～80%(W0.8)和田间持水量的80%～90%(W0.9)]及3种滴灌追氮比例(等氮量250 kg·hm-2，其中，N0为用作追肥的氮肥全部施用到土壤中，N5为50%土施追氮、50%用滴灌系统施用，N7为30%土施追氮、70%滴灌追氮)的田间试验。在甘蔗生长的各个时期测定蔗田土壤N2O通量、pH和氮组分含量，并分析土壤N2O通量与土壤pH和氮组分含量的关系。【结果】土壤N2O通量在施用氮肥和灌水后2 d较高，其中，分蘖后期和成熟期W0.9N5处理的土壤N2O通量显著低于其他处理。W0.9条件下，分蘖后期N5处理的土壤N2O累积排放量分别比N0和N7低47.3%和11.8%，伸长后期N5处理的... 相似文献
5.
【目的】 在等氮量有机部分替代化肥条件下研究温室番茄土壤N2O排放特征,探讨影响温室土壤N2O排放的环境因素,为估算温室菜地系统N2O的排放清单及其减排潜力提供数据支撑和理论依据。【方法】 以温室秋冬茬番茄为研究对象,设置不施肥（CK）、单施有机肥（MN）、单施化肥（CN）、有机肥部分替代化肥（CMN）4个处理,采用静态箱-气相色谱法,对番茄生育期内土壤N2O排放及土壤温度、含水量进行监测。【结果】 在相同施氮量情况下,处理CMN（有机部分替代无机）的N2O排放总量为4.05 kg·hm -2,相比处理CN（单施化肥）和MN（单施有机肥）,土壤N2O排放总量降低了45.1%和33.2%;土壤N2O排放系数分别降低了50.0%和37.5%;排放强度降低了50.0%、42.1%。各处理土壤N2O排放通量峰值均出现在施肥灌水后第1天,排放主要集中在施肥灌溉后5 d内。温室番茄土壤N2O排放通量与0-5 cm地温呈显著或极显著线性相关关系;与土壤充水孔隙率（WFPS）呈显著或极显著的对数函数关系,且不同施肥处理下土壤N2O排放峰值出现在土壤充水孔隙率60%—80%范围内。【结论】 温室番茄土壤N2O排放的消长关系表现在温湿度变化和氮肥投入类型等方面,合理的减排措施应综合考虑以上因素。有机部分替代化肥施肥模式是提高温室番茄产量,减少N2O排放排放强度、排放系数和排放总量,提高肥料利用率,实现化肥零增长的重要手段。 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】探究不同水氮调控下鲜食葡萄园土壤N2O、CO2和CH4 3种温室气体的排放特征及其增温潜势,以期了解水氮调控对温室气体排放的贡献,旨在筛选出更为合理的水氮调控管理模式,从而为减缓葡萄园温室气体排放,促进葡萄产业可持续生产提供科学依据和技术参考。【方法】于2017年4—12月,选择在河北省葡萄主产区—昌黎,以鲜食葡萄‘红地球’为供试葡萄品种,通过田间小区设置传统水氮、移动水肥、优化水氮和优化水氮+DMPP（3,4-二甲基吡唑磷酸盐,一种新型的硝化抑制剂） 4个处理,采用密闭静态箱-气相色谱法对鲜食葡萄园土壤3种温室气体（N2O、CO2和CH4）排放量进行监测,比较其综合增温潜势差异,并测定葡萄产量。【结果】N2O排放通量施肥后呈现单峰趋势,在施肥灌水后的1—2 d出现峰值。氮肥能显著提高土壤N2O排放通量,与传统水氮相比,减氮控水处理能降低73.03%—88.19%的N2O平均排放通量,达到显著性差异（P<0.05）。等氮条件下配施DMPP能平均降低50.08%的N2O排放通量;各处理CO2排放通量变化趋势一致,在施肥后2—3 d达到排放高峰,在生长期内表现为季节变化规律。减氮控水处理能减少60.56%—62.13%的CO2排放,达到减排效果;CH4排放通量则无明显变化趋势,施肥后CH4排放通量时正时负,其中传统水氮CH4排放通量波动性较大,范围在-0.132—0.238 μg·m -2·h -1,减氮控水处理之间变化趋势平缓,无显著性差异（P>0.05）。在整个试验期间,各处理土壤N2O排放总量从高到低依次是传统水氮、优化水氮、移动水肥和优化水氮+DMPP,分别为3.90、2.83、2.76和2.65 kg·hm -2,排放系数介于0.58%—0.67%。与传统水氮处理相比,减氮控水处理（移动水肥、优化水氮和优化水氮+DMPP）可使N2O总排放累积量降低27.56%—32.09%;各处理土壤CO2和CH4的累积排放量,分别为传统水氮（3 816.05 kg·hm -2、0.060 g·hm -2）,移动水肥（3 387.33 kg·hm -2、-0.075 g·hm -2）,优化水氮（3 410.95 kg·hm -2、-0.036 g·hm -2）和优化水氮+DMPP（3 412.06 kg·hm -2、-0.030 g·hm -2）。减氮控水处理可分别使CO2排放累积量降低10.59%—11.23%,CH4总排放累积量降低150.23%—224.38%。结合葡萄产量,减氮控水处理葡萄产量较传统水氮处理增加8.81%—19.35%,其中以优化+DMPP处理增幅最大,且比优化水氮和移动水肥处理也高出9.69%和2.25%。 【结论】与传统水氮相比,优化水氮+DMPP处理土壤N2O、CO2和CH4累积排放量分别降低了32.09%、10.59%和150.23%,总GWP 降低了12.82%,实现了葡萄园温室气体减排,同时可使葡萄产量增加19.35%,达到了经济与环境双赢,综合评价为本研究中最佳水氮调控措施。 相似文献
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【目的】探索宁夏引黄灌区连续减施化肥对土壤氮、磷、钾养分供应及春小麦产量的影响,并分析影响产量稳定性的因素,为化肥合理减施、春小麦高产稳产提供理论依据。【方法】以宁春4号春小麦为供试作物,2019—2022年连续4年开展化肥减施田间定位试验,试验设置常规施肥(CF,N 270 kg·hm-2、P2O5 150 kg·hm-2、K2O 75 kg·hm-2)、减量施肥下限(RF1,N 180 kg·hm-2、P2O5 45 kg·hm-2、K2O 30 kg·hm-2,与传统施肥相比减N 33.3%、减P2O5 70.0%、减K2O 60.0%)、减量施肥上限(RF2,N 225 kg·hm-2、P2O5 相似文献
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【目的】合理灌溉是设施生产控制N2O和NO排放,提高氮肥利用率的有效措施。研究不同灌水下限设施土壤N2O和NO排放动态与土壤水分、无机氮和可溶性有机氮关系,分析N2O和NO排放特征及影响因素,以期为N2O、NO减排和设施土壤灌溉管理提供科学依据。【方法】基于连续7年的设施土壤不同灌溉下限的田间定位试验,以番茄为供试作物,设4个土壤水吸力处理,分别为25 kPa（W1）、35 kPa（W2）、45 kPa（W3）和55 kPa（W4）。采用密闭静态箱-气相色谱和氮氧化物分析仪法,分别对番茄生长季的N2O和NO进行田间原位同步观测。【结果】番茄生长季不同灌水下限处理土壤N2O和NO排放通量分别为 -34.46—1 671.78 μg N·m-2·h-1和6.83—269.89 μg N·m-2·h-1,二者排放峰值期同步且主要发生在施肥和灌溉后,各处理NO/N2O均小于1。土壤N2O和NO累积排放量分别为W2和W1处理最低（P <0.01）,各处理N2O+NO总累积排放量表现为W4处理>W3处理>W1处理>W2处理。W2处理番茄产量较W1、W3和W4处理分别增加84%、32.4%和12%。单位产量N2O+NO排放量表现为W4处理最高（P <0.01）,W2处理最低。各处理施肥和收获后土壤无机氮和可溶性有机氮含量的重复测量方差分析表明,除灌水下限和观测时间交互对亚硝态氮含量影响不显著外,灌水下限和观测时间及二者交互效应对土壤无机氮和可溶性有机氮均有极显著影响（P <0.01）。冗余分析和相关分析表明,NO2--N、NH4+-N和土壤孔隙含水量（WFPS）可分别解释设施土壤N2O和NO变异的55%、32.5%和20.7%,均是极显著影响不同灌溉下限N2O和NO排放的主要影响因素。【结论】综合考虑产量和N2O、NO减排效应,灌水下限35 kPa的W2处理为本试验最适宜的灌溉管理措施。 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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为研究真菌及细菌对毛竹Phyllostachys edulis林和阔叶林土壤氧化亚氮排放的贡献率, 评估阔叶林演替为毛竹林对温室气体排放的影响, 野外调查毛竹及阔叶林样地, 每种林分选取4个样地采集土样, 测定土壤理化性质及磷脂脂肪酸摩尔质量浓度, 并进行室内抗生素抑制培养试验。试验设置4个处理:①不添加抗生素的对照; ②仅添加放线菌酮; ③仅添加链霉素; ④同时添加放线菌酮和链霉素。培养7 h后, 测定氧化亚氮排放通量。结果表明:土壤真菌生物量与有机质极显著正相关(R2=0.965, P < 0.01), 而与pH值显著负相关(R2=-0.752, P < 0.05)。毛竹林和阔叶林土壤氧化亚氮排放通量没有显著差异。2种林地土壤中, 真菌都是氧化亚氮排放的主要贡献者(毛竹林40.8%~56.2%, 阔叶林38.0%~62.8%), 其贡献率显著高于细菌(毛竹林9.0%~33.4%, 阔叶林12.6%~32.4%)。阔叶林演替为毛竹林对土壤真菌及细菌的氧化亚氮排放相对贡献率没有影响。相关分析结果表明:真菌及细菌氧化亚氮排放具有显著的同步效应(P < 0.01), 但与其生物量没有显著相关关系。 相似文献
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Reduction of N2O emissions by DMPP depends on the interactions of nitrogen sources (digestate vs. urea) with soil properties 
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下载免费PDF全文 The inhibition of nitrification by mixing nitrification inhibitors (NI) with fertilizers is emerging as an effective method to reduce fertilizer-induced nitrous oxide (N2O) emissions. The additive 3,4-dimethylpyrazole phosphate (DMPP) apparently inhibits ammonia oxidizing bacteria (AOB) more than ammonia oxidizing archaea (AOA), which dominate the nitrification in alkaline and acid soil, respectively. However, the efficacy of DMPP in terms of nitrogen sources interacting with soil properties remains unclear. We therefore conducted a microcosm experiment using three typical Chinese agricultural soils with contrasting pH values (fluvo-aquic soil, black soil and red soil), which were fertilized with either digestate or urea in conjunction with a range of DMPP concentrations. In the alkaline fluvo-aquic soil, fertilization with either urea or digestate induced a peak in N2O emission (60 μg N kg–1 d–1) coinciding with the rapid nitrification within 3 d following fertilization. DMPP almost eliminated this peak in N2O emission, reducing it by nearly 90%, despite the fact that the nitrification rate was only reduced by 50%. In the acid black soil, only the digestate induced an N2O emission that increased gradually, reaching its maximum (20 μg N kg–1 d–1) after 5–7 d. The nitrification rate and N2O emission were both marginally reduced by DMPP in the black soil, and the N2O yield (N2O-N per NO2–+NO3–-N produced) was exceptionally high at 3.5%, suggesting that the digestate induced heterotrophic denitrification. In the acid red soil, the N2O emission spiked in the digestate and urea treatments at 50 and 10 μg N kg–1 d–1, respectively, and DMPP reduced the rates substantially by nearly 70%. Compared with 0.5% DMPP, the higher concentrations of DMPP (1.0 to 1.5%) did not exert a significantly (P<0.05) better inhibition effect on the N2O emissions in these soils (either with digestate or urea). This study highlights the importance of matching the nitrogen sources, soil properties and NIs to achieve a high efficiency of N2O emission reduction. 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