N2O不仅是一种重要的温室气体,而且还可以破坏臭氧层。随着人类活动的增加,其在大气中的浓度不断上升,对环境的影响也更加严重,因此,N2O的排放日益成为环境研究的热点问题。土壤是N2O的重要排放源。本文综合分析了土壤N2O排放研究的进展情况,主要包括:土壤N2O产生及排放的机理;影响N2O排放的主要因素;土壤N2O排放的时空特征以及全球N2O排放的模型估计;最后提出了今后的研究方向。

为进一步厘清生物炭在减缓农业生态系统土壤N_2O排放的作用和机制,本研究基于CNKI、Springer、Wiley和Science Direct数据库,以"生物炭"、"农业生态系统"、"N_2O"为关键词,搜索2008—2021年相关文献,并进行了总结和归纳。结果表明:土壤N_2O可通过多种微生物过程产生,其中硝化作用和反硝化作用是主要过程,硝化细菌反硝化、硝态氮异化还原成铵、化学反硝化等非生物过程也可产生N_2O;生物炭添加对土壤N_2O排放影响的结论不一,多数研究认为生物炭有利于减少土壤N_2O的排放,少数认为生物炭刺激了土壤N_2O的排放或对其无影响;提出了生物炭减缓土壤N_2O排放机制(生物炭本身理化性质的差异、生物炭影响土壤理化性质和氮转化过程);并分析了生物炭降低堆肥土壤N_2O排放的潜力和生物炭促进酸性土壤的植物生产力。最后,基于上述研究提出三点展望:有必要建立生物炭特性数据库;系统性的加强生物炭在N_2O减排潜力的估算;进行长期野外田间试验的必要性。

以年降雨量 6 32 m m的黄土高原南部旱地小麦田及休耕地为研究对象 ,研究了耕作措施及氮肥施用对小麦生长期土壤 N2 O排放及土壤脲酶活性的影响。结果表明 ,种植小麦对农田 N2 O排放及 10～ 2 0 cm和 0～2 0 cm土层中的脲酶有激发效应 ;地膜覆盖能使土壤 N2 O排放量和耕层不同层次中的脲酶活性升高 ;N2 O排放与耕层土壤脲酶活性之间具有极显著线性相关关系 (y=4 .5 6 0 x+6 .6 86 ,r=0 .6 94 * *) ,因此耕作层土壤脲酶活性可以作为旱作农田土壤 N2 O排放量的生物指标之一。

本文分析了养殖水体氮转化过程中可能产生N_2O的环节,总结了关于水产养殖活动中N_2O排放量的相关研究进展。结果表明,养殖过程中的N_2O排放系数总体上低于废水处理过程中的N_2O排放系数;不同的养殖模式氮的利用效率及未被利用的氮的去向有较大差别,其中循环水养殖模式的氮处理过程最接近于废水处理厂中的处理途径,但循环水养殖产量占全球水产养殖产量的比例较低,且现有水产养殖总产量中约有一半的渔获物不需要投饵,因此,基于废水处理厂的N_2O排放系数和总养殖产量的N_2O排放量的估算会明显高于实际排放量。目前尚缺乏关于水产养殖N_2O产生的基础性研究,本研究未进行相关估算。应尽快开展水产养殖活动中产生N_2O的系统性研究,为客观评估养殖活动N_2O的排放提供理论支撑。

应用C2H2抑制-原状土柱培养法研究了三峡库区腹地忠县境内两种不同土地利用方式和不同高程消落带土壤N2O排放及反硝化速率的变化及特征。结果表明:研究区域消落带土壤N2O排放速率和反硝化速率具有明显的时空差异,农耕区消落带土壤N2O排放速率均值为23.71±31.61g N/hm2·d,为人工植被恢复区土壤N2O排放速率均值的3.48倍,农耕区反硝化速率均值为105.51±126.60g N/hm2·d,为人工植被恢复区反硝化速率均值的5.39倍,二者反硝化速率差异显著(p0.05),但低高程消落带土壤反硝化作用相对较强。...

【目的】明确好气条件下硝化和反硝化过程对林地和草地土壤N2O排放的贡献,比较温度变化对两个过程排放贡献的影响。【方法】通过室内好气培养试验(60%WHC),采用15N同位素标记技术测定林地和草地土壤在10℃和15℃下铵态氮、硝态氮和N2O的15N丰度,计算硝化和反硝化过程对N2O排放的贡献。【结果】好气培养条件下,林地和草地土壤中的硝化作用和反硝化作用同时发生,硝化作用对N2O排放的贡献为53.1%―72.0%,是N2O排放的主要过程。培养期间林地土壤中反硝化过程对N2O排放的平均贡献为44.9%,显著大于草地土壤(28.9%),而硝化过程对N2O排放的平均贡献为55.1%,显著小于草地土壤(...

【目的】研究脲醛肥料对土壤Ｎ＿２Ｏ排放及氮素去向与平衡的影响，为脲醛肥料的应用提供理论依据。【方法】２０１３年９－１２月，采用微型渗漏计－静态气箱法，在栽培３季不同叶菜（第１季小白菜、第２季菜心、第３季芥菜）的条件下，以不施氮肥为对照，设置３种脲醛肥料（ＵＦ１、ＵＦ２、ＵＦ３，其活性指数（ＡＩ）分别为５０．８％，６７．４％，８３．３％）一次性施用、尿素一次性施用、尿素分次施用、脲醛肥料ＵＦ２与尿素混合一次性施用共６个处理，研究了脲醛肥料对Ｎ＿２Ｏ排放、淋溶损失、土壤残留、植株吸收以及其他表观损失量的影响。【结果】与尿素一次性施用处理相比，无论脲醛肥料ＡＩ高低，脲醛肥料一次性施用、脲醛与尿素混合．．．

【目的】明确黄淮海平原地区典型作物种植类型下,农田土壤N2O排放特征,并探明不同环境因子对其排放通量的影响。【方法】采用静态箱法测定了黄淮海平原典型农田(冬小麦/夏玉米、棉花、休闲地)土壤N2O的排放通量及其季节变化特征,并分析了土壤温度、土壤水分、不同氮肥量对土壤N2O通量的影响。【结果】3种种植方式N2O排放在秋季均呈现总体下降趋势,至12月中旬左右降到最低,随着春季气温的升高则呈总体上升趋势。冬小麦/夏玉米地土壤N2O排放高峰值为433.5μgN2O·m-2·h-1,出现在7月下旬;棉花地为146.5μgN2O·m-2·h-1,出现在6月中旬;休闲地为175.16μgN2O·m-2·h-...

为研究秸秆还田对热带地区稻田N_2O排放的影响,以不同管理措施下耕作4 a的稻田土壤为基础,通过盆栽试验观察种植水稻后N_2O排放动态变化。试验设置了不施氮对照(CK)、常规施氮(CT)、单施秸秆(ST)和常规施氮+秸秆(CTST)处理。结果表明,各处理N_2O排放通量在-0.23～6.64 mg/(m~2·h),主要集中在水稻生育前中期,CTST处理相比于CT处理显著降低了分蘖肥期田面水无机氮浓度(P0.05),CTST处理相比于CT处理可减排49.11%(P<0.05)。因此,施用氮肥是N_2O排放增加的主要原因,秸秆还田可显著减少热带土壤-水稻种植系统N_2O排放。

【目的】明确丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）影响玉米生育期土壤氧化亚氮（N_2O）排放的机制，为增加玉米产量、提高氮素利用效率、减少温室气体排放提供理论依据。【方法】采用分室（生长室和菌丝室）箱体装置，盆栽设置氮肥用量（N1:180 kg N·hm~(-2);N2:360 kg N·hm~(-2)）和丛枝菌根真菌（M0：作物根和AMF均不能从生长室进入菌丝室；M1：只有丛枝菌根真菌能从生长室进入菌丝室；M2：作物根和丛枝菌根真菌均能从生长室进入菌丝室）双因素试验，测定玉米生长期间植株生物量、植株氮素积累量、N_2O排放量；采用Illumina平台Hiseq 2500 PE250高通量测序技术分析土壤细菌群落结构和多样性对丛枝菌根真菌的响应。【结果】氮肥用量和丛枝菌根真菌均显著影响玉米产量、植株生物量、植株氮素积累量和N_2O排放量。不同氮肥用量条件下接种丛枝菌根真菌均显著增加玉米籽粒产量、植株生物量和氮素积累量。与M0相比，N1条件下M1和M2处理产量均值分别增加38%和82%，地上部氮素积累量增加30%和52%，无机氮含量减少26%和65%;N2条件下M1和M2处理籽粒产量分别增加16%和48%；地上部氮素积累量增加9%和33%，无机氮含量减少34%和55%。与M0相比，N1条件下M1和M2处理N_2O累积排放量分别降低17%和40%,N_2O排放强度分别降低41%和67%；而N2条件下N_2O累积排放量降低26%和45%，排放强度分别降低28%和57%。NMDS分析表明，施肥和丛枝菌根真菌均对细菌群落结构有较大影响。与N1均值相比，N2处理门水平变形菌门（Proteobacteria）和芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）相对丰度分别降低6%和15%，而放线菌门（Actinobacteria）增加32%；属水平链霉菌（Streptomyces）增加27%，芽单胞菌属（Gemmatimonas）降低8%。与M0相比，N1条件下M1和M2处理的Streptomyces分别增加64%和205%,Gemmatimonas细菌丰度分别增加31%和53%;N2条件下M1和M2处理的Streptomyces分别增加10%和93%,M1处理的Gemmatimonas细菌丰度降低2%,M2处理Gemmatimonas细菌丰度增加56%。土壤中Streptomyces和Gemmatimonas与N_2O排放量呈显著负相关，而与玉米产量呈显著正相关。【结论】不同氮肥水平玉米接种丛枝菌根真菌均能显著降低土壤N_2O排放量，这种影响主要通过提高玉米氮素的吸收利用和改善土壤细菌群落组成实现的，其中主要增加了土壤链霉菌属和芽单胞菌属的相对丰度。

N2O是重要的温室气体,农田是N2O的重要排放源。排放因子法、试验推断法、统计模型和过程模型是目前估算区域农田N2O排放的主要方法,应用上述方法,各国学者对全球、国家和其它区域尺度的农田N2O排放量进行了估算。结果表明,世界农田N2O排放总量在1.2—4.2 TgN之间,中国农田N2O排放总量在0.063—0.628 TgN之间。与其它方法相比,过程模型的精度更高,未来在区域农田N2O排放估算上会发挥越来越重要的作用。应用过程模型,开展模型功能开发与区域验证、氮沉降、淋溶、径流等间接排放因子研究以及区域减排技术集成与农田减排碳贸易测算是未来区域尺度农田N2O排放估算研究的重点。

N2 O是一种重要的温室气体 ,其主要的排放源是土壤。本研究采用静态封闭箱式技术在 1997～1998年对北京西山低山区元宝枫和油松人工林地土壤中N2 O的排放通量进行了原位测定。研究结果表明该地区森林土壤为大气N2 O气体的一个重要的源 ,年平均排放通量为 3 16 μg·m- 2 h- 1 ,变动范围为 - 1 2～ 7 92μg·m- 2 h- 1 。林地土壤N2 O的排放有较明显的季节变化趋势 ;夏季最高 ,春秋季次之 ,冬季最低甚至出现负值。排放通量的大小主要决定于土壤温度、土壤湿度及测定时前 5d内降水量等因子。研究还表明N2 O的排放通量有一定的日变化趋势 ;6 :0 0出现最低...

采用静态箱-气相色谱法,研究小兴安岭兴安落叶松-油桦-修氏苔草沼泽林、兴安落叶松-油桦-笃斯越橘-藓类沼泽林和兴安落叶松-狭叶杜香-中位泥炭藓沼泽林生长季节土壤温室气体(CO2,N2O和CH4)排放通量的季节变化规律、季节排放量及其主控因素。结果表明:1)3种落叶松沼泽林土壤CO2排放通量均呈现夏季高(651.4～823.6mg·m-2h-1)春秋季低(233.3～310.0mg·m-2h-1)的单峰型季节变化,N2O排放通量(0.010～0.049,0.012～0.020和0.010～0.080mg·m-2h-1)分别呈现夏季>春季>秋季,春季>夏季>秋季和秋季>春季>夏季的变化规律,CH4...

利用静态箱-气相色谱法,研究大兴安岭4种典型落叶松林(藓类-兴安落叶松林、杜香-兴安落叶松林、草类-兴安落叶松林和杜鹃-兴安落叶松林)在生长季主要温室气体(CO_2、CH_4和N_2O)排放通量特征及与土壤理化性质的关系。结果表明:4种落叶松林均为CO_2的排放源,平均排放通量分别为45.88(藓类-兴安落叶松林)、38.68(杜香-兴安落叶松林)、54.54(草类-兴安落叶松林)和62.98(杜鹃-兴安落叶松林) mg·m~(-2)h~(-1)。其中杜鹃-兴安落叶松林排放通量最高,4种林型土壤CO_2排放通量均与土壤温度呈显著正相关。CH_4平均排放通量依次为0.089(藓类-兴安落叶松林)、-0.037(杜香-兴安落叶松林)、0.004(草类-兴安落叶松林)和-0.03(杜鹃-兴安落叶松林)mg·m~(-2)h~(-1),藓类-兴安落叶松林和草类-兴安落叶松林为CH_4的源,另2种林型表现为CH_4的汇。其中藓类-兴安落叶松林贡献了该地区95%以上的CH_4排放量。草类-兴安落叶松林和杜鹃-兴安落叶松林与土壤温度存在显著相关性。藓类-兴安落叶松林和杜香-兴安落叶松林与土壤有机碳呈显著负相关。4种林型中仅杜鹃-兴安落叶松林土壤CH_4排放通量与5 cm深土壤含水量存在显著相关性。N_2O平均排放通量依次为0.007 3(藓类-兴安落叶松林)、0.012(杜香-兴安落叶松林)、0.009 3(草类-兴安落叶松林)和-0.0003(杜鹃-兴安落叶松林)mg·m~(-2)h~(-1),表现为N_2O的源(杜鹃除外)。不同月份N_2O排放通量研究结果显示,该地区4种林型N_2O的排放主要集中在夏末和秋季。影响N_2O排放通量的环境因子因林型而异,其中草类-兴安落叶松林与10 cm土壤温度呈显著正相关,与全氮、碱解氮和有机碳呈显著负相关;杜鹃-兴安落叶松林与土壤温度和土壤含水量均呈显著正相关性;藓类-兴安落叶松林和杜香-兴安落叶松林分别与土壤全氮和有机碳存在显著相关性,与土壤温度、含水量、pH值无显著相关性。

为探究咸淡轮灌模式下春玉米土壤温室气体的排放特性,采用4种水质,即淡水和矿化度分别为2、3.5和5g/L的微咸水;2种轮灌方式,即淡水—微咸水(1∶1)和淡水—微咸水—微咸水(1∶2)循环轮灌进行滴灌试验,分析了不同处理对农田土壤CO_2、N_2O排放和春玉米产量的影响。结果表明:1)1:2轮灌处理CO_2和N_2O日平均排放通量比1∶1轮灌分别低10.26%、8.74%。2)矿化度为3.5和5g/L微咸水处理CO_2气体日均排放通量比2g/L分别低27.82%、31.16%,N_2O气体日平均排放通量比2g/L分别低4.46%、8.23%。3)相比2g/L处理,3.5和5g/L处理产量平均减少5.92%、11.05%;1∶2轮灌比1∶1轮灌产量平均减少2.00%。4)显著性分析表明:水质对CO_2气体日平均排放通量和玉米产量的影响显著(P0.05);轮灌方式对CO_2、N_2O气体排放通量和玉米产量的影响不显著(P>0.05)。