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生物质炭对集约化菜地N2O排放和蔬菜产量的影响 预览
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作者 冯练 周俊 +2 位作者 董玉兵 李双双 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1115-1124,共10页
【目的】本试验评价了生物质炭对菜地土壤温室气体排放和产量的长期效应。【方法】田间试验在江苏省南京市集约化种植菜地进行。共设置4个处理,分别为对照(CK)、单施氮肥处理(N)、施用氮肥+新生物质炭(NCF,CF在2016年6月施用)以及施用氮... 【目的】本试验评价了生物质炭对菜地土壤温室气体排放和产量的长期效应。【方法】田间试验在江苏省南京市集约化种植菜地进行。共设置4个处理,分别为对照(CK)、单施氮肥处理(N)、施用氮肥+新生物质炭(NCF,CF在2016年6月施用)以及施用氮肥+4年陈化生物质炭(NCA,CA在2012年6月施用)。生物质炭施用量为40 t/hm^2。2016年11月至2017年11月连续种植4季蔬菜,分别为小青菜、空心菜、苋菜、菠菜,并伴有休耕期。每季蔬菜施氮量均为N 240 kg/hm^2,其中空心菜收获三茬,在第一茬收获后按照N 240 kg/hm^2追肥一次。采用静态暗箱–气相色谱法测定N2O浓度。【结果】观测期内各处理菜地N2O排放主要集中在第二季和第三季,其单位产量N2O排放量分别为0.038~0.131 kg/t和0.107~0.482 kg/t,而第一季和第四季的单位产量N2O排放量分别是0.033~0.209 kg/t和0.007~0.070 kg/t。土壤温度和矿质氮变化未显著影响土壤N2O排放通量;整个观测期内土壤充水孔隙度(WFPS)介于37%~93%之间,土壤含水量变化显著影响(P<0.01)土壤N2O排放通量。与N处理相比,整个轮作周期内NCF和NCA处理N2O周年累积排放量和周年排放系数均显著降低,两个施生物质炭处理之间差异不显著;NCF处理N2O周年累积排放量和周年排放系数降幅分别为35.6%和46.2%,NCA处理降幅分别达38.8%和49.9%。与N处理相比,NCF和NCA处理均增加了集约化菜地蔬菜产量,增幅分别为4.6%和17.9%,NCA处理达到显著水平,两个施生物质炭处理之间差异不显著。此外,NCF和NCA处理分别显著降低单位产量N2O排放量49.8%和41.3%(P<0.01)。【结论】在集约化菜地土壤中经4年陈化后的生物质炭仍然具有较强的减排和增产能力。与新施入的生物质炭相比,施用4年后的生物质炭增产效果更显著;施用生物质炭对集约化蔬菜生态系统减排和改善作物生产具有长期效应。 展开更多
关键词 陈化生物质炭 集约化菜地 N2O 蔬菜产量
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典型菜地土壤剖面N2O浓度、扩散通量与净周转率变化
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作者 马智勇 贾俊香 +3 位作者 许剑敏 王玲 张菁 《应用与环境生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期611-616,共6页
利用地下气体原位采集系统-气相色谱法,周年监测休耕裸地与轮作菜地(茼蒿-空心菜-大青菜)7、15、30和50 cm土层N2O浓度变化,旨在探究菜地土壤剖面N2O扩散通量变化和净周转率.结果显示:菜地土壤剖面N2O浓度呈现较大的时空变异性,轮作菜地... 利用地下气体原位采集系统-气相色谱法,周年监测休耕裸地与轮作菜地(茼蒿-空心菜-大青菜)7、15、30和50 cm土层N2O浓度变化,旨在探究菜地土壤剖面N2O扩散通量变化和净周转率.结果显示:菜地土壤剖面N2O浓度呈现较大的时空变异性,轮作菜地7、15、30和50 cm土层N2O平均浓度分别达到休耕裸地对应土层的1.9、8.7、9.2与26.7倍,0-30 cm土层土壤N2O浓度随土层深度增加而增加,30-50 cm土层逐渐降低,表明氮肥施用显著促进了上层土体内N2O的产生.休耕裸地与轮作菜地4个土层N2O扩散通量(以N计)变幅分别为-354-420μg m^-2 h^-1与482-1 510μg m^-2 h^-1,其中休耕裸地30-50 cm土层N2O扩散通量为负值,表明该土层N2O以吸收为主.轮作菜地7-15 cm土层N2O扩散通量最高为1 510μg m^-2 h^-1 ,分别比0-7 cm、15-30 cm与30-50 cm高68.1%、2.5%与36.6%,表明7-30 cm为N2O的主要产生位点.休耕裸地与轮作菜地0-15 cm土层间N2O净周转率以负值为主,15-50 cm以正值为主,表明N2O的周转在土壤剖面中层(7-30cm)最快.综上,N2O浓度在土层中的分布情况为从上到下先增加后减少,主要产生位点于30 cm土层并从该层向其上下层扩散输送;结果可为菜地土壤N2O产生位点的定位及其转化过程的研究提供参考. 展开更多
关键词 菜地 土壤剖面 氧化亚氮 扩散通量 净周转率
生物炭施用3年后对稻麦轮作系统CH4和N2O综合温室效应的影响 被引量:7
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作者 吴震 董玉兵 《应用生态学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期141-148,共8页
本试验对比观测研究了在稻田土壤中经3年陈化后的生物炭(B3)和新施入生物炭(B0)对稻麦轮作系统CH4和N2O综合温室效应和温室气体强度的影响,旨在明确生物炭对土壤温室气体排放的长期效应.田间试验设置4个处理,分别为对照(CK)、施... 本试验对比观测研究了在稻田土壤中经3年陈化后的生物炭(B3)和新施入生物炭(B0)对稻麦轮作系统CH4和N2O综合温室效应和温室气体强度的影响,旨在明确生物炭对土壤温室气体排放的长期效应.田间试验设置4个处理,分别为对照(CK)、施用氮肥不施用生物炭(N)、施用氮肥和新生物炭(NB0)以及施用氮肥和陈化生物炭(NB3)处理.结果表明: NB0和NB3处理均显著提高了稻田土壤pH值、有机碳和全氮含量,并且显著影响与温室气体排放相关的微生物潜在活性.与N处理相比,NB3处理显著增加了作物产量,增幅14.1%,并且显著降低了CH4和N2O排放,降幅分别为9.0%和34.0%;而NB0处理显著增加作物产量,增幅9.3%,显著降低N2O排放,降幅38.6%,但增加了CH4排放,增幅4.7%;同时NB0和NB3处理均能降低稻麦轮作系统的综合温室效应和温室气体强度,且NB3处理能更有效地减少温室气体的排放并提高作物产量.在土壤中经3年陈化后的生物炭仍然具有固碳减排能力,因此,施用生物炭对稻麦轮作系统固碳减排和改善作物生产具有长期效应. 展开更多
关键词 陈化生物炭 稻麦轮作系统 CH4 N2O 综合温室效应 温室气体强度
生物质炭对酸性菜地土壤N_2O排放及相关功能基因丰度的影响 预览 被引量:1
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作者 李双双 陈晨 +2 位作者 段鹏鹏 许欣 《植物营养与肥料学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期414-423,共10页
【目的】生物质炭显著影响土壤氧化亚氮(N_2O)排放,但关于其相关微生物机理的研究相对匮乏,尤其是生物质炭对酸性菜地土壤N_2O排放的微生物作用机理。本文通过研究氮肥配施生物质炭对酸性菜地土壤N_2O排放以及硝化和反硝化过程相关功... 【目的】生物质炭显著影响土壤氧化亚氮(N_2O)排放,但关于其相关微生物机理的研究相对匮乏,尤其是生物质炭对酸性菜地土壤N_2O排放的微生物作用机理。本文通过研究氮肥配施生物质炭对酸性菜地土壤N_2O排放以及硝化和反硝化过程相关功能基因丰度的影响,探讨酸性菜地土壤N_2O排放与功能基因丰度的关系,阐释生物质炭对酸性菜地土壤试验N_2O排放的微生物作用机理。【方法】在田间一次性施入生物质炭40 t/hm~2,试验连续进行了3年,共9茬蔬菜。设置4个处理:对照(CK)、氮肥(N)、生物质炭(Bc)和氮肥+生物质炭(N+Bc)。在施用后第三年,采集土壤样品进行室内培养,应用荧光定量PCR技术检测硝化过程氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)功能基因amo A和反硝化过程亚硝酸还原酶基因(nir K、nir S)以及N_2O还原酶基因(nos Z)等相关功能基因丰度,同时监测土壤p H值、无机氮(铵态氮、硝态氮)含量及N_2O排放。【结果】与CK相比,生物质炭(Bc)处理的土壤有机碳(SOC)提高了27.1%,总氮(TN)提高了8.2%,amo A-AOB基因丰度显著降低了11.0%,nos Z基因丰度增加了21.2%(P〈0.05),N_2O排放没有显著变化(P〉0.05)。与CK相比,施用氮肥(N)显著降低土壤p H(P〈0.05),显著增加土壤无机氮含量、nir K、nir S和nos Z功能基因丰度以及土壤N_2O累积排放量(P〈0.05)。与N处理相比,生物质炭与氮肥联合施用(N+Bc)处理显著增加amo A-AOA、amo A-AOB、nir K、nir S和nos Z基因丰度,增幅分别为68.1%、39.3%、21.1%、19.8%、48.4%(P〈0.05),但(nir K+nir S)/nos Z的比值降低,同时N_2O累积排放量显著降低33.3%(P〈0.05)。室内培养期间N_2O排放峰出现在1~5 d,N和N+Bc处理排放速率分别为N 1.70×10~3和1.76×10~3 ng/(kg·h)。相关分析结果显示,N_2O排放速率与氧化亚氮还原酶的标记基因nos Z基� 展开更多
关键词 菜地土壤 N_2O排放 生物质炭 硝化过程功能基因 反硝化过程功能基因
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施用生物质炭对集约化菜地土壤肥力质量的影响
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作者 李博 卢瑛 《土壤学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期1345-1357,共13页
以南京郊区集约化蔬菜地为研究对象,设置不同水平生物质炭(0、20和40t·hm^-2生物质炭)与氮肥(不施肥与常规施肥)配施,研究生物质炭施入菜地土壤两年半(九季蔬菜)后对菜地土壤肥力质量的影响。结果表明:氮肥的施用显著增加菜地土壤... 以南京郊区集约化蔬菜地为研究对象,设置不同水平生物质炭(0、20和40t·hm^-2生物质炭)与氮肥(不施肥与常规施肥)配施,研究生物质炭施入菜地土壤两年半(九季蔬菜)后对菜地土壤肥力质量的影响。结果表明:氮肥的施用显著增加菜地土壤全氮(TN)、电导率(EC)、容重(BD)和阳离子交换量(CEC),分别增加了9.4%~18.1%、172.4%~241.1%、5.6%~7.6%和10.4%~15.0%,并且降低了0.68~1.1个单位的土壤pH(P<0.05);生物质炭的施用显著增加了菜地土壤TN、土壤有机碳(SOC)含量和CEC,分别增加了1.7%~10.0%、3.6%~48.3%和8.1%~37.1%,并且显著降低了土壤EC和BD。生物质炭的施用在不施用氮肥的菜地土壤中提高了0.11~0.23个单位的土壤pH(P<0.05),而在施用氮肥的处理中,生物质炭的施用降低了0.19~0.23个单位的土壤pH(P<0.05)。生物质炭施用增加了菜地表层土壤(0~20cm)的无机氮含量,但是显著降低了其他土层的无机氮含量。生物质炭的施用显著降低了菜地土壤剖面(0~100cm)的铵态氮(NH4^+-N)的累积量(P<0.05),而对菜地土壤剖面硝态氮(NO3-N)累积量无显著影响。此外,生物质炭的施用能够使蔬菜产量与氮肥偏生产力分别提高7.7%~43.8%和21.8%~43.8%(P<0.01),并提高菜地土壤肥力质量的综合得分。本研究中,常规施肥配施40t·hm^-2生物质炭处理能够更有效地缓解由于长期大量施肥造成的菜地土壤SOC分解以及硝态氮大量淋洗的情况,提高土壤肥力质量,推荐为最佳处理。 展开更多
关键词 集约化菜地 生物质炭 土壤肥力质量 硝态氮淋洗 主成分分析
生物炭和有机肥对菜地土壤N2O排放及硝化、反硝化微生物功能基因丰度的影响 被引量:14
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作者 陈晨 许欣 +1 位作者 毕智超 《环境科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期1912-1920,共9页
通过室内培养试验和实时荧光定量PCR技术,研究了田间施用生物炭和有机肥对菜地土壤氧化亚氮(N2O)排放、氨单加氧酶(amo A)和亚硝酸盐还原酶(nir S、nir K)、氧化亚氮还原酶(nos Z)基因丰度的影响,并探讨功能基因丰度对N2O排放... 通过室内培养试验和实时荧光定量PCR技术,研究了田间施用生物炭和有机肥对菜地土壤氧化亚氮(N2O)排放、氨单加氧酶(amo A)和亚硝酸盐还原酶(nir S、nir K)、氧化亚氮还原酶(nos Z)基因丰度的影响,并探讨功能基因丰度对N2O排放的影响.试验设置5个处理:CK(对照)、N(尿素)、N+BC(尿素和生物炭)、N+M(尿素和有机肥)和N+BC+M(尿素、生物炭和有机肥).结果表明,与CK处理相比,各施肥处理均降低了土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)丰度,增加了nir K、nir S和nos Z基因丰度,并提高了培养期间N2O累积排放量.与N处理相比,N+BC处理的土壤pH值提高了11.1%,并增加了AOB、AOA、nir S、nir K和nos Z基因丰度,增幅分别为105.8%、57.3%、22.0%、176.2%和204.9%,同时显著降低了培养期间N2O累积排放量,降幅为58.1%;N+M处理增加了nir K和nir S基因丰度,增幅分别为58.8%和7.1%,对N2O排放的影响不显著;N+BC+M处理增加了AOB、nir K、nir S和nos Z基因丰度,增幅分别为30.7%、68.7%、6.5%和84.5%,降低了N2O累积排放量,降幅为14.4%.生物炭通过增加amo A、nir S和nir K基因丰度间接增加N2O排放,同时通过增加nos Z基因丰度促进N2O还原,综合效应表现为降低了菜地土壤N2O排放.因此,通过施用生物炭改善土壤性质,增加功能基因丰度,降低土壤N2O排放,是一种较好的N2O减排措施.施用有机肥可以增加反硝化作用功能基因丰度,但对N2O减排效果不显著. 展开更多
关键词 生物炭 有机肥 N2O AMOA NIRK nirS NOSZ
氮肥高效施用在低碳农业中的关键作用 预览 被引量:7
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作者 张晓旭 《植物营养与肥料学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期1433-1440,共8页
低碳农业是我国集约化农业发展的必然趋势。深入理解氮肥高效施用是实现低碳农业的关键,可以更加明确如何集成优化农业管理措施增加产量、减少农田生态系统碳排放、提高土壤固碳效应,综合实现固碳、减排、增产的低碳农业发展目标。本文... 低碳农业是我国集约化农业发展的必然趋势。深入理解氮肥高效施用是实现低碳农业的关键,可以更加明确如何集成优化农业管理措施增加产量、减少农田生态系统碳排放、提高土壤固碳效应,综合实现固碳、减排、增产的低碳农业发展目标。本文概述了低碳农业评价指标的三个阶段性研究特点,从田间温室气体排放的综合温室效应拓展为涵盖固碳效应的净温室效应,再拓展为涵盖生命周期评价碳排放的综合净温室效应以及兼顾作物产量的温室气体强度。提出了如何利用当季作物试验来估算农田生态系统净碳收支、结合生命周期评价当季作物综合净温室效应和单位产品温室气体强度的方法。按照现阶段低碳农业的评价指标,以我国稻–麦轮作生态系统集约化生产的低碳农业模式为案例,解析氮肥施用在低碳农业各组成包括作物产量、固碳效应、CH_4和N_2O排放、农业措施碳排放中的重要作用,明确氮肥高效施用在农田生态系统综合净温室效应和温室气体强度中的关键作用,从而实现低碳农业可持续发展。 展开更多
关键词 低碳农业 生态系统净碳收支 土壤固碳效应 生命周期评价 净温室效应
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追施生物炭对稻麦轮作中麦季氨挥发和氮肥利用率的影响 预览 被引量:2
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作者 董玉兵 吴震 +2 位作者 李博 许欣 《植物营养与肥料学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期1258-1267,共10页
【目的】利用田间定位试验,对比研究生物炭施入土壤经过三年老化及追施新生物炭对稻麦轮作体系中麦季土壤氨(NH3)挥发、氮肥利用率和产量的影响。【方法】试验共设6个处理,其中对照处理2个为N0B0(不施氮肥+不施生物炭)、N1B0(单施... 【目的】利用田间定位试验,对比研究生物炭施入土壤经过三年老化及追施新生物炭对稻麦轮作体系中麦季土壤氨(NH3)挥发、氮肥利用率和产量的影响。【方法】试验共设6个处理,其中对照处理2个为N0B0(不施氮肥+不施生物炭)、N1B0(单施N 250 kg/hm^2);2012年施用生物炭处理2个为N1B1(N 250 kg/hm^2+生物炭20 t/hm^2)、N1B2(N 250 kg/hm^2+生物炭40 t/hm^2);2015年追施生物炭处理2个为N1B1+B(N1B1+生物炭10 t/hm^2)、N1B2+B1(N1B2+生物炭20 t/hm^2)。【结果】与N1B0处理相比,N1B1和N1B1+B处理NH3挥发累积量分别减少36.6%、6.4%,氮肥利用率提高30.1%和14.1%,小麦产量增加55.6%和26.9%;而N1B2、N1B2+B1处理NH3挥发累积量分别增加20.3%、40.5%,氮肥利用率提高35.9%和14.3%,小麦产量增加72.5%和18.9%。与老化生物炭处理相比,追施生物炭处理显著增加了小麦季氨挥发累积量,并显著降低了小麦氮肥利用率和产量。【结论】农田中施用生物炭可明显增加小麦季产量和氮肥利用率。老化生物炭低施用量(20 t/hm^2)处理能显著减少NH3挥发损失,并且更有效的提高小麦氮肥利用率和产量。 展开更多
关键词 生物炭 追施生物炭 氨挥发 氮肥利用率 产量
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施用生物炭和硝化抑制剂对菜地N2O排放和蔬菜产量的影响 预览 被引量:4
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作者 陈晨 王春隆 +3 位作者 周璐瑶 吴玲玲 张钰婷 《南京农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期287-294,共8页
[目的]生物炭或硝化抑制剂已被广泛应用于农田生态系统以增加作物产量、提高氮肥利用率。[方法]采用静态暗箱-气相色谱法,研究了生物炭和硝化抑制剂(DCD)对江苏某地酸性菜地周年氧化亚氮(N_2O)排放和蔬菜产量的综合影响。试验设置4... [目的]生物炭或硝化抑制剂已被广泛应用于农田生态系统以增加作物产量、提高氮肥利用率。[方法]采用静态暗箱-气相色谱法,研究了生物炭和硝化抑制剂(DCD)对江苏某地酸性菜地周年氧化亚氮(N_2O)排放和蔬菜产量的综合影响。试验设置4个处理:U(尿素)、UB(尿素配施生物炭)、UD(尿素配施DCD)和UBD(尿素配施生物炭和DCD)。[结果]施用生物炭处理(UB、UBD)的土壤有机碳含量平均显著增加25.7%,施用DCD处理(UD、UBD)的土壤p H值平均显著提高18.1%。与U处理相比,UB、UD和UBD处理的蔬菜总产量分别显著提高103%、129%和134%,同时减少低温阶段(2012年11月至2013年5月)N_2O排放量;虽对N_2O周年总排放量没有影响,但显著降低单位产量N_2O排放量。与UB和UD处理相比,UBD处理对N_2O排放、蔬菜产量和周年单位产量N_2O排放量均没有显著影响。[结论]在常规施肥条件下,施用生物炭或硝化抑制剂均有效增加作物产量,减少单位产量N_2O排放量,但二者联合施用并不优于单施。 展开更多
关键词 菜地 生物炭 硝化抑制剂 N2O
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不同配比有机无机肥料对菜地N2O排放的影响 预览 被引量:4
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作者 毕智超 张浩轩 +2 位作者 房歌 郭澍 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期154-161,共8页
【目的】采用静态暗箱–气相色谱法,研究有机无机肥料配施对菜地N_2O排放的影响。【方法】试验期间连续种植了4季蔬菜,分别为香菜、空心菜、菜秧、菠菜,其中香菜和菠菜种植期间有塑料大棚覆盖。每季蔬菜收获后至下季蔬菜种植前有时间不... 【目的】采用静态暗箱–气相色谱法,研究有机无机肥料配施对菜地N_2O排放的影响。【方法】试验期间连续种植了4季蔬菜,分别为香菜、空心菜、菜秧、菠菜,其中香菜和菠菜种植期间有塑料大棚覆盖。每季蔬菜收获后至下季蔬菜种植前有时间不等的休耕期。每季蔬菜种植前肥料作为基肥一次性施入,施肥量均为N250 kg/hm2,其中空心菜在第二茬收获后追施N 250 kg/hm2一次,整个观测期共施肥5次,总施氮量为N 1250kg/hm2,同时施入等量P_2O_5、K_2O。试验共设4个处理:不施氮对照(CK)、单施化肥(NPK)、有机无机肥料1∶1配施(M1N1)和有机无机肥料2∶1配施(M2N1)。N_2O排放通量测定频率为每周一次,每次施肥后则每2天测定一次。【结果】观测期内各处理菜地N_2O排放主要集中在4~10月份,并与10 cm土层土壤温度呈显著正相关;NPK处理菜地N_2O排放通量与土壤无机氮含量显著相关,其他处理N_2O排放通量与土壤铵态氮、硝态氮以及无机氮含量间无显著相关。整个观测期内土壤充水孔隙度(WFPS)介于39%~59%之间,土壤水分含量的变化对N_2O排放通量无显著影响。与NPK处理相比,M1N1和M2N1处理均能保证蔬菜产量稳定,并显著提高空心菜的产量。与NPK处理相比,M1N1处理显著降低菜地N_2O周年累积排放量36%,显著降低N_2O周年排放系数64%。与M2N1处理相比,M1N1处理的N_2O周年累积排放量和周年排放系数分别显著降低29%和56%;而M2N1处理较NPK处理的减排效果不显著。【结论】在集约化菜地适宜的无机有机肥料配比既能保证蔬菜产量,又能减少N_2O排放,不施或施用有机肥比例过高均不利于减少N_2O周年排放。本试验条件下,有机无机肥料以1∶1配施是合适的稳产减排措施。 展开更多
关键词 集约化菜地 有机无机肥料配施 N2O排放
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减氮及硝化抑制剂对菜地氧化亚氮排放的影响 被引量:7
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作者 陈浩 李博 《土壤学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期938-947,共10页
利用静态暗箱—气相色谱法,周年监测集约化菜地四种蔬菜种植过程中N2O的排放和蔬菜产量变化,探究减氮(640、960 kg hm^-2 a^-1)以及施用硝化抑制剂氯甲基吡啶(CP)对菜地N2O排放的影响。结果表明,与常规施氮(Nn)处理相比,减量施氮... 利用静态暗箱—气相色谱法,周年监测集约化菜地四种蔬菜种植过程中N2O的排放和蔬菜产量变化,探究减氮(640、960 kg hm^-2 a^-1)以及施用硝化抑制剂氯甲基吡啶(CP)对菜地N2O排放的影响。结果表明,与常规施氮(Nn)处理相比,减量施氮(Nr)在不显著降低产量的情况下平均降低菜地N2O排放27.1%;与仅施用尿素的处理相比,在减量和常规施氮水平的基础上添加硝化抑制剂又分别能降低菜地N2O排放总量29.4%、26.0%,降低N2O排放系数60.9%、42.4%,而对蔬菜产量没有显著影响,因此显著降低菜地单位产量N2O排放量32.1%、30.3%,以减氮结合CP(CP-Nr)处理减排效果最佳。因此,减氮结合CP应用于集约化蔬菜生产是一种有效的菜地减排农业措施。 展开更多
关键词 集约化菜地 N2O排放 氮肥减量 硝化抑制剂
青奥会前后南京PM2.5重金属污染水平与健康风险评估 被引量:20
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作者 张恒 周自强 +1 位作者 赵海燕 《环境科学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期28-34,共7页
人类活动对大气环境的影响已成为人们关注的焦点.于青年奥林匹克运动会(青奥会,Youth Olympic Games)召开前后(2014年4-9月)动态监测南京大气中PM2.5及其6种重金属质量浓度和污染特征,并分析其健康风险.结果表明,观测期间PM2.5质量... 人类活动对大气环境的影响已成为人们关注的焦点.于青年奥林匹克运动会(青奥会,Youth Olympic Games)召开前后(2014年4-9月)动态监测南京大气中PM2.5及其6种重金属质量浓度和污染特征,并分析其健康风险.结果表明,观测期间PM2.5质量浓度变化范围为26.39-80.31μg·m^-3,青奥会前的4、5和7月大气中PM2.5质量浓度均达到国家空气质量二级标准(24 h质量浓度限值75μg·m^-3),青奥会期间达到国家空气质量一级标准(24 h质量浓度限值35μg·m^-3).青奥会结束后,空气污染出现反弹,大气PM2.5质量浓度平均值为76.14μg·m^-3.观测期间大气PM2.5中重金属离子质量浓度的变化特征并不一致,主成分分析表明,污染物源排放是影响PM2.5重金属离子质量浓度变化最重要因素.青奥会期间PM2.5及重金属离子质量浓度均降至观测期间最低值,这与召开青奥会所采取的一系列政策干预减排措施发挥作用有关.PM2.5中Cd、Cu、Ni、Pb通过呼吸和皮肤暴露的健康风险值均在可接受水平范围内,而Cr存在较大的致癌风险;Mn通过呼吸暴露对成年男性造成较大的非致癌风险;同时PM2.5中6种重金属通过皮肤暴露对儿童也造成较大非致癌风险. 展开更多
关键词 青奥会 PM2.5 重金属 污染水平 健康风险评估
秸秆生物炭对菜地N2O、CO2与CH4排放及土壤化学性质的影响 预览 被引量:9
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作者 贾俊香 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期283-288,共6页
通过盆栽模拟试验,探究玉米秸秆生物炭施用对菜地温室气体N2O、CO2与CH4排放及土壤理化性质的影响。结果表明,生物炭施用抑制了菜地N2O排放,NB1(施N 400 kg·hm-2,生物炭20 t·hm-2)和NB2(施N 400kg·hm-2,生物炭40 t... 通过盆栽模拟试验,探究玉米秸秆生物炭施用对菜地温室气体N2O、CO2与CH4排放及土壤理化性质的影响。结果表明,生物炭施用抑制了菜地N2O排放,NB1(施N 400 kg·hm-2,生物炭20 t·hm-2)和NB2(施N 400kg·hm-2,生物炭40 t·hm-2)的N2O累积排放量分别比N处理(施N 400 kg·hm-2)低76.4%和70.7%,但抑制效应并未随生物炭用量的增加而加强。生物炭施用增强了CO2排放,但对CH4排放影响不显著。NB1和NB2累积CO2排放量分别为N处理的1.8和2.1倍,不容忽视的是,这2种处理同时增加了土壤中有机碳含量,分别比N处理高15.2%与21.3%。NB1和NB2在不降低甚至提高蔬菜产量的基础上,提高了土壤中NH4+-N含量与p H值,降低了NO3--N含量。p H值和NH4+-N含量分别平均比N处理高0.265和34.9%,NO3--N含量平均比N处理低12.7%,因此生物炭具有减排N2O与改良菜地土壤质量的巨大潜力。但生物炭引起的CO2排放以及对土壤有机碳增加的净影响效应尚需进一步研究。 展开更多
关键词 生物炭 菜地 N2O CO2 CH4 土壤化学性质
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生物炭与氮肥对稻田甲烷产生与氧化菌数量和潜在活性的影响 被引量:9
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作者 许欣 陈晨 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1517-1527,共11页
基于稻田中氮肥配施生物炭的田间定位试验,研究了施用生物炭与氮肥对旱季稻田土壤理化性质、甲烷氧化与产生潜势及甲烷氧化菌和产甲烷菌丰度的影响。田间试验共设置5个处理:单施生物炭、单施氮肥、氮肥配施生物炭(生物炭设置两个水平... 基于稻田中氮肥配施生物炭的田间定位试验,研究了施用生物炭与氮肥对旱季稻田土壤理化性质、甲烷氧化与产生潜势及甲烷氧化菌和产甲烷菌丰度的影响。田间试验共设置5个处理:单施生物炭、单施氮肥、氮肥配施生物炭(生物炭设置两个水平)以及对照。结果表明:施用生物炭三年后显著提高了有机碳和微生物生物量碳含量(p﹤0.05),与单施氮肥处理相比,氮肥配施生物炭后可显著提高土壤p H。与对照相比,单施生物炭显著提高土壤甲烷氧化潜势。在施氮条件下,甲烷氧化潜势与生物炭施用量之间存在正相关关系,与氮肥配施20 t hm-2处理相比,40 t hm-2生物炭处理甲烷氧化潜势增长53.8%。氮肥配施高倍生物炭与配施低倍生物炭处理相比产甲烷潜势由0.001提高至0.002 mg kg-1 h-1;氮肥施用一定程度上抑制了甲烷氧化菌数量的增长,单施氮肥处理中产甲烷菌数量较对照处理显著增加了3.0%;单施或配施低水平生物炭显著增加土壤甲烷氧化菌数量。氮肥显著降低了甲烷氧化菌与产甲烷菌基因丰度比(pmo A/mcr A)。而在同氮肥水平下施加生物炭显著增加了土壤pmo A/mcr A比值,即生物炭对甲烷氧化菌的促进作用显著高于产甲烷菌,提高了旱季稻田土壤的甲烷氧化能力,因此有助于减少稻田土壤甲烷的排放。 展开更多
关键词 生物炭 甲烷排放 甲烷氧化菌 产甲烷菌 稻田
不同时期施用生物炭对稻田N2O和CH4排放的影响 被引量:22
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作者 李露 周自强 +1 位作者 潘晓健 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期839-848,共10页
通过分别在水稻季(R)和小麦季(W)设置对照(RB0-N0、WB0-N0)、单施氮肥(RB0—N1、WB0—N1)、20t hm^-2生物炭与氮配施(RB1-N1、WB1-N1)、40t hm^-2生物炭与氮配施(RB2-N1、WB2-N1)等8个处理,研究稻麦轮作周年系统N2O和CH4... 通过分别在水稻季(R)和小麦季(W)设置对照(RB0-N0、WB0-N0)、单施氮肥(RB0—N1、WB0—N1)、20t hm^-2生物炭与氮配施(RB1-N1、WB1-N1)、40t hm^-2生物炭与氮配施(RB2-N1、WB2-N1)等8个处理,研究稻麦轮作周年系统N2O和CH4排放规律及其引起的综合温室效应(Global warming potential,GWP)和温室气体强度(Greenhouse gas intensity,GHGI)特征。结果表明:稻季配施20t hm^-2生物炭对N2O和CH4的排放、作物产量及GWP和GHGI均都无明显影响;稻季配施40t hm^-2生物炭能显著降低8.6%的CH4的排放和9.3%的GWP,显著增加作物产量17.2%。麦季配施20t hm^-2生物炭虽然对温室气体及GWP影响不明显,但显著增加21.6%的作物产量,从而显著降低21.7%的GHGI;麦季配施40t hm^-2生物炭能显著降低20.9%和11.3%的N2O和CH4排放,显著降低15.7%和23.5%的GWP和GHGI。因此麦季配施生物炭对减少N2O和CH4的排放、增加稻麦轮作产量及降低GWP和GHGI的效果较稻季配施生物炭效果更好。 展开更多
关键词 生物炭 N2O排放 CH4排放 综合温室效应 温室气体强度
典型菜地土壤剖面N2O、CH4与CO2分布特征研究 预览 被引量:3
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作者 贾俊香 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1536-1543,共8页
为探究菜地土壤剖面N2O、CH4与CO2时空分布特征,利用地下气体原位采集系统与气相色谱法,周年动态监测3种典型菜地,即休闲裸地、轮作地Ⅰ(芹菜?空心菜-小白菜-苋菜)以及轮作地Ⅱ(菜心-芹菜-空心菜-大青菜)7 cm、15 cm、30 cm与50 c... 为探究菜地土壤剖面N2O、CH4与CO2时空分布特征,利用地下气体原位采集系统与气相色谱法,周年动态监测3种典型菜地,即休闲裸地、轮作地Ⅰ(芹菜?空心菜-小白菜-苋菜)以及轮作地Ⅱ(菜心-芹菜-空心菜-大青菜)7 cm、15 cm、30 cm与50 cm土层N2O、CH4与CO2浓度变化。结果表明,0-50 cm土层范围内,N2O、CH4与CO2 3种气体浓度周年变异性较大,变幅分别为0.63-1 657.0μL(N2O)·L^-1、0.8-72.5μL(CH4)·L^-1和0.41-36.6 m L(CO2)·L^-1。轮作地Ⅰ与轮作地Ⅱ的N2O平均浓度随土壤深度增加而增加,休闲裸地则呈现先增加(0-30 cm)后降低(30-50 cm)的变化趋势。两种轮作菜地4个土层N2O平均浓度均显著高于休闲裸地,二者氮肥施用量不同并未造成相同土层间N2O平均浓度的显著差异。3种菜地CH4与CO2平均浓度均呈现50 cm〉30 cm〉15 cm〉7 cm的梯度特征。轮作地Ⅰ与轮作地Ⅱ0-15 cm土层CH4平均浓度均大于休闲裸地,而在15-50 cm土层则分别大于和小于休闲裸地。CO2浓度呈现明显的季节性变化,除轮作地Ⅰ50 cm土层外,两种轮作菜地其他土层CO2平均浓度均小于休闲裸地对应土层。可见,蔬菜地高氮肥施用、多频次耕作等复杂管理使得N2O、CH4与CO2表现出较大的时空变异特征,其中氮肥施用对N2O的影响大于CH4与CO2,CH4受施肥与耕作的影响均较小,CO2显著受土壤温度与耕作措施的影响,在此基础上需进一步探究N2O、CH4与CO2的其他影响因素。 展开更多
关键词 典型菜地 轮作 施氮肥 土壤剖面 N2O CH4 CO2 分布特征
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氮肥与生物炭施用对稻麦轮作系统甲烷和氧化亚氮排放的影响 预览 被引量:15
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作者 李露 周自强 +2 位作者 潘晓健 李博 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1095-1103,共9页
【目的】以我国稻麦轮作系统为对象,研究氮肥和小麦秸秆生物炭联合施用对CH4和N2 O排放规律的影响;结合小麦和水稻总产量进而评估对该生态系统综合温室效应(GWP)和温室气体强度(GHGI)的影响,为生物炭在减缓全球气候变化及农业生产... 【目的】以我国稻麦轮作系统为对象,研究氮肥和小麦秸秆生物炭联合施用对CH4和N2 O排放规律的影响;结合小麦和水稻总产量进而评估对该生态系统综合温室效应(GWP)和温室气体强度(GHGI)的影响,为生物炭在减缓全球气候变化及农业生产中的推广应用提供科学依据。【方法】生物炭通过小麦秸秆在300500℃条件下炭化获得。田间试验于2012年11月至2013年10月进行,为稻麦轮作体系。采用静态暗箱—气相色谱法观测CH4和N2O排放通量;试验共设置不施氮肥不施生物炭(N0B0)、不施氮肥施20 t/hm2生物炭(N0B1)、施氮肥不施生物炭(N1B0)、氮肥与20 t/hm2生物炭配施(N1B1)、氮肥与40 t/hm2生物炭配施(N1B2)等5个处理,各处理3次重复。【结果】单施氮肥(N1B0)与不施氮肥(N0B0)处理相比,增加了稻麦轮作产量82.8%,增加了CH4排放0.6倍,增加了N2O排放5.5倍。单施生物炭(N0B1)与不施生物炭(N0B0)处理相比,显著增产25.4%,却不能减少CH4和N2 O的排放。在施氮的同时,配施20 t/hm2生物炭与单施氮肥处理相比,显著增加稻麦轮作产量21.6%,小麦和水稻总产量也比配施40 t/hm2生物炭处理高;配施40 t/hm2生物炭与单施氮肥处理相比,显著降低稻麦轮作系统CH4排放11.3%和N2 O排放20.9%,CH4和N2 O排放量也比配施20 t/hm2生物炭的排放量低。随着生物炭配施量的增加,CH4和N2 O减排效果更明显。单施生物炭并不能有效地减少GWP,但却可以显著增加作物产量,从而减小GHGI。对N0B0、N0B1、N1B0、N1B1四个处理进行双因素方差分析发现,氮肥和生物炭在CH4和N2 O排放、作物产量、GWP 和GHGI方面都不存在明显的交互作用。各处理在100 a时间尺度上总GWP由大到小的顺序为N1B0〉 N1B1〉 N1B2〉 N0B0〉 N0B1,GHGI值由大到小的顺序则为N1B0〉 N1B1〉 N0B0〉 N1B2〉 N0B1。单施生物炭与配施生物炭都能降低稻麦轮� 展开更多
关键词 生物炭 稻麦轮作系统 CH4排放 N2O排放 综合温室效应 温室气体强度
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氮肥和秸秆施用对稻麦轮作体系下土壤剖面N_2O时空分布的影响 被引量:7
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作者 潘晓健 刘平丽 +2 位作者 李露 周自强 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期364-371,共8页
通过气体原位采集系统对稻麦轮作体系下土壤剖面不同层次N2O浓度动态变化进行了两年田间原位监测。共设4个处理:对照(N0S0)、施氮无秸秆(N1S0)、配施低量秸秆(N1S1)以及配施高量秸秆(N1S2)。结果表明,土壤剖面N2O浓度具有明显... 通过气体原位采集系统对稻麦轮作体系下土壤剖面不同层次N2O浓度动态变化进行了两年田间原位监测。共设4个处理:对照(N0S0)、施氮无秸秆(N1S0)、配施低量秸秆(N1S1)以及配施高量秸秆(N1S2)。结果表明,土壤剖面N2O浓度具有明显的时空分布特征:各处理在小麦和水稻生长前期均出现明显的浓度峰值,施加氮肥加大峰值,添加高量秸秆降低峰值。水稻生长季N2O主要产生在近表层土壤(7 cm和15 cm),N2O浓度两年均为15 cm≥7 cm≥30 cm≥50 cm;小麦生长季N2O主要产生在下层土壤(30 cm和50 cm)。与N0S0相比,施加氮肥3个处理均显著增加土壤剖面各层次的N2O浓度(p〈0.05),其中N1S0处理各土层N2O浓度是N0S0处理对应土层的2倍~3倍。配施高量秸秆(N1S2)能显著减少近表层土壤N2O浓度。 展开更多
关键词 稻麦轮作 土壤气体采集系统 N2O浓度 土壤剖面
氮肥配施小麦秸秆生物炭对稻麦轮作土壤剖面CH_4和N_2O浓度的影响 预览 被引量:3
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作者 周自强 李露 +1 位作者 张恒 《南京农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期431-438,共8页
[目的]施用生物炭是稻麦轮作系统温室气体减排的新型措施。研究甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)在土壤剖面中的分布特征,可以揭示生物炭影响温室气体的产生和排放机制。[方法]设置对照(N0B0)、单施氮肥(N1B0)、单施生物炭(N0B1)和... [目的]施用生物炭是稻麦轮作系统温室气体减排的新型措施。研究甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)在土壤剖面中的分布特征,可以揭示生物炭影响温室气体的产生和排放机制。[方法]设置对照(N0B0)、单施氮肥(N1B0)、单施生物炭(N0B1)和氮肥配施生物炭(N1B1)4个处理,利用土壤剖面气体原位采集系统研究氮肥配施生物炭对稻麦轮作系统土壤剖面7、15、30和50 cm这4个层次CH4和N2O浓度周年变化的影响。[结果]N2O浓度的峰值均出现在氮肥施用后;施氮肥处理较不施氮肥处理显著增加水稻季土壤各层次CH4浓度和整个轮作期间土壤各层次N2O浓度(P〈0.05);施氮处理均表现出土壤上层CH4和N2O浓度高于下层。生物炭效应则随氮肥施用与否而异:施氮条件下生物炭处理显著降低水稻季土壤7和15 cm处CH4的浓度(P〈0.05),平均降幅为24.8%;也显著降低小麦季土壤各层次N2O的浓度(P〈0.05),平均降幅为33.2%;在不施氮条件下单施生物炭则显著增加了水稻季土壤各层次CH4的浓度(P〈0.05)。[结论]配施生物炭可以显著降低稻麦轮作体系表层土壤中CH4和N2O的浓度,从而降低稻麦轮作系统CH4和N2O的产生和排放。 展开更多
关键词 土壤剖面 甲烷 氧化亚氮 生物炭 氮肥 稻麦轮作
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大气CO2浓度和温度升高对稻麦轮作系统土壤剖面甲烷分布的影响 预览 被引量:3
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作者 杨波 陈照志 +3 位作者 周自强 张旭辉 潘根兴 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2014年第9期985-990,共6页
在田间开放式空气条件下模拟未来50年后气候变化的情况,包括大气温度升高(T)和CO2浓度升高(FACE)以及二者同时升高(FACE+T)对稻麦轮作生态系统稻田土壤剖面温室气体甲烷(CH4)分布的影响。通过田间小区试验,运用土壤剖面气体原位采集系... 在田间开放式空气条件下模拟未来50年后气候变化的情况,包括大气温度升高(T)和CO2浓度升高(FACE)以及二者同时升高(FACE+T)对稻麦轮作生态系统稻田土壤剖面温室气体甲烷(CH4)分布的影响。通过田间小区试验,运用土壤剖面气体原位采集系统周年观测,研究CH4在水稻-小麦轮作周期淹水或排水状态下4个不同土壤层次(0~7cm,7~15cm,15~30cm,30~50cm)的行为特征。研究表明:各处理的不同土壤剖面CH4的动态变化趋势相同;水稻生长季CH4浓度随着土层深度的增加而减少,各土壤剖面CH4平均浓度显著高于小麦生长期;小麦生长季CH4浓度则随着土层深度的增加而增加,而且降水显著增加了该季表层CH4浓度。与对照(CK)相比,气候变化的3个处理(FACE、T、FACE+T)均显著增加了土壤剖面各层次的CH4浓度(P【0.05),其中T处理7cm处CH4的平均浓度最高。 展开更多
关键词 气候变化 土壤剖面 CH4浓度 分布特征
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