科研产出
厢作免耕下生态种养对稻田CH4和N2O排放的影响
《农业环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为明确厢作免耕养鸭、养鱼模式对双季稻田CH4、N2O排放量及其增温潜势（GWP）和温室气体排放强度（GHGI）的影响,了解稻田厢作免耕养殖的温室气体排放情况,本研究设置厢作免耕养鸭（W-RD）、厢作免耕养鱼（W-RF）、厢作免耕（W-CK）、平作翻耕养鸭（F-RD）、平作翻耕养鱼（F-RF）和平作翻耕（F-CK）6个处理进行大田对比试验,采用密闭静态箱法收集CH4和N2O的排放量,探究双季早晚稻田CH4和N2O的累积排放量、GWP和GHGI。结果表明:早稻CH4累积排放量在分蘖末期-孕穗期阶段排放最多,晚稻CH4累积排放量主要集中在返青-分蘖末期阶段,相对于晚稻,早稻CH4排放量占双季稻总排放量的61.60%～77.00%。早稻和晚稻的N2O累积排放量均在分蘖末期-孕穗期阶段排放最多,W-CK处理N2O累积排放量最高为7.85 kg·hm-2,F-RF处理最低为2.64 kg·hm-2,且W-CK与F-RF处理达到显著差异;厢作免耕各处理早晚稻累积N2O排放的CO2当量均显著高于平作翻耕各处理,且厢作免耕与平作翻耕各处理均显著低于CK处理。双季稻全球增温潜势（总GWP）和双季稻温室气体排放强度（总GHGI）均以F-CK处理最高(总GWP为25 258.08 kg·hm-2,总GHGI为4 501.41 kg CO2-eq·kg-1),以W-RF处理最低(总GWP为14 819.94 kg·hm-2,总GHGI为2 322.83 kg CO2-eq·kg-1),W-RF处理总GWP和总GHGI分别低于F-CK处理41.33%、48.40%,均达到显著差异。双季水稻总产量中W-RF和F-RF处理显著高于其他处理,W-RF和F-RF处理周年水稻总产量分别为13.36、13.20 t·hm-2。综上所述,厢作免耕养鱼模式（W-RF）与其他处理相比既可保证水稻高产又可降低GWP和GHGI,而厢作免耕养鸭模式（W-RD）对稻田温室气体排放的影响还需要进一步研究。
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稻油不同轮作模式对农田甲烷和氧化亚氮排放的影响
《环境科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：以南方稻区不同轮作模式为研究对象,采用静态箱-气相色谱法研究水稻-油菜轮作处理的甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放特征,并估算稻田增温潜势(GWP)和温室气体排放强度(GHGI).结果表明,双季稻田、一季中(晚)稻田、油菜地和休闲地CH4平均排放量分别为135.25, 55.64、 5.05和1.89 kg·hm-2,稻季CH4排放占不同轮作周年CH4排放的91.8%~98.5%,稻田土壤水溶性有机碳与CH4排放呈显著正相关,常规晚稻稻田CH4排放比杂交晚稻高18.7%(P<0.05);双季稻田、一季中(晚)稻田、油菜地和休闲地N2O平均排放量分别为0.94、 0.64、 1.38和0.24 kg·hm-2,油菜地的N2O排放占周年排放的57.2%~70.2%,双季稻和一季稻处理的冬闲农田N2O排放占周年排放的17.8%和30.6%,杂交稻和常规稻稻田N2O排放无显著性差异;双季稻-冬闲和双季稻-油菜的GWP处理高于稻-油和稻-冬闲处理,稻季排放CH4的GWP占轮作周年GWP排放的71.2%~90.9%; GHGI以稻-稻-油菜最高,稻-油和稻-冬闲处理较低,综合环境效益和经济效益,建议南方稻区选择杂交晚稻-油菜的种植模式,有利于南方多熟制稻田的温室气体减排.
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有机无机氮肥配施对莴苣土壤N2O排放的影响
《土壤 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：采用静态箱-气相色谱法研究不同种类有机无机氮肥配合施用对盆栽莴苣土壤N2O排放规律及排放量的影响.试验设置不施肥(CK)、不施氮肥(PK)、施纯化肥(NPK)、有机无机肥配施1(20%猪粪氮+80%化肥氮,NPKM1)、有机无机肥配施2(20%沼渣沼液氮+80%化肥氮,NPKM2)和有机无机肥配施3(20%猪粪堆肥氮+80%化肥氮,NPKM3)共6个处理.结果表明:莴苣生育期各处理施肥后土壤N2O排放出现多个峰值,出峰时间和大小不一;累积排放量随着生育期的进程逐渐增加,处理间差异更为明显.莴苣生育期各处理土壤N2O平均排放通量及累积排放量范围分别为0.10~0.25 mg/(m2·h)和1.37~3.42 kg/hm2,大小均表现为NPK>NPKM2>PK>NPKM1>NPKM3>CK.土壤N2O排放系数范围为0.13% ~0.68%,大小表现为NPK>NPKM2>NPKM1>NPKM3.与NPK处理相比,NPKM1、NPKM2和NPKM3处理莴苣土壤N2O累积排放量均分别降低48.08%、25.75% 和48.30%,产量分别增加48.66%、22.13% 和53.76%.总之,施用纯化肥会促进菜地土壤N2O的排放,而不同种类有机无机氮肥配施能有效减少N2O排放且提高作物产量,以猪粪类配施效果最佳.因此,有机无机配施是菜地N2O减排、降低蔬菜种植中氮素损失的重要途径.
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有机肥等碳施用对稻田甲烷和氧化亚氮排放的影响（英文）
《Agricultural Science & Technology 》 2018
摘要：为研究有机肥等碳施入稻田对温室气体排放的影响,设置猪粪、鸡粪和稻草分别与化肥混施处理,利用静态箱法-气相色谱仪监测稻田甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O)排放通量并进行分析。结果表明,化肥处理(CF)CH_4季节排放总量为271.47 kg/hm~2,猪粪(PM)、鸡粪(CM)和稻草(RS)处理的CH_4排放分别比CF处理增加50.61、260.22和602.82 kg/hm~2;CF处理N_2O排放为1.22 kg/hm~2,PM、CM和RS处理的N_2O排放分别比CF处理减少23.6%(P<0.05)、31.7%(P<0.05)和30.9%(P<0.05);CH_4季节排放通量与土壤Eh值呈极显著负相关关系,与土壤温度呈极显著正相关关系;肥料中被167 mmol/L高锰酸钾氧化的有机碳(ROC_(167))显著影响稻田CH_4排放,与稻田CH_4总量的相关系数为0.872(P<0.05)。施有机肥处理水稻平均产量比CF处理增加6.8%;不同有机肥中,以PM处理的增温潜势和温室气体排放强度最小,与不施肥和CF处理无显著性差异。可见,猪粪能较好的协调环境与产量之间的关系,并含有低含量的ROC_(167),是值得推荐的施肥方式。
关键词： 稻田 甲烷 氧化亚氮 土壤Eh值 易氧化有机碳 温室气体排放强度
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不同有机肥对稻田温室气体排放及产量的影响
《农业工程学报 》 2018 EI 北大核心 CSCD
摘要：为研究有机肥施入稻田对温室气体排放的影响,设置猪粪、鸡粪和稻草分别与化肥混施处理,利用静态箱法-气相色谱仪监测稻田甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O)排放通量并进行分析。研究结果表明,化肥处理(CF)CH_4季节排放为202.1、279.9和332.5 kg/hm~2,与猪粪(PM)无显性差异,明显低于鸡粪(CM)和稻草(RS)处理;CF处理N_2O排放总量最高,与有机肥处理无显著性差异;CH_4季节排放通量与土壤Eh值呈极显著负相关关系,与土壤温度呈极显著正相关关系;肥料中不同活性有机碳质量分数为18.4~114.5 g/kg,肥料中被167 mmol/L高锰酸钾氧化的有机碳(ROC167)与稻田CH_4排放总量呈显著正相关关系(相关系数为0.872,P<0.05);施有机肥第三年水稻平均产量比CF处理增加14.3%(P<0.05);不同有机肥中,以PM处理的增温潜势和温室气体排放强度最小,与不施肥和CF处理无显著性差异,猪粪的ROC167含量低,能较好的协调环境与产量之间关系,是值得推荐的有机肥种类。
关键词： 土壤 温室气体 甲烷 有机肥 稻田 氧化亚氮 Eh值
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脱甲河农业流域土壤沉积物氮素时空分布与N_2O释放
《环境科学学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：为研究脱甲河农业小流域氮素输出特性,运用流动注射仪法和顶空平衡-气相色谱法于2015年4月—2016年1月对流域内4级河段(S1、S2、S3和S4)稻田-岸坡-河底沉积物土壤铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)及水体溶存氧化亚氮(N_2O)浓度进行了连续10个月的监测,并利用双层扩散模型法对水系N_2O排放通量进行了估算.结果表明:脱甲河流域稻田-岸坡-河底沉积物NH_4~+-N含量逐渐升高,NO_3~--N含量逐渐降低,其中,岸坡及河底沉积物土壤中的氮主要以NH_4~+-N形式为主,均值分别为(7.38±0.62)mg·kg-1和(16.49±1.70)mg·kg~(-1);稻田土壤和脱甲河水体中的氮主要以NO_3~--N为主,均值分别为(7.40±0.81)mg·kg~(-1)和(1.55±0.03)mg·L~(-1).水体溶存N_2O浓度范围在0.005~7.37μmol·L~(-1)之间,均值为(0.54±0.05)μmol·L~(-1);扩散通量在-1.11~1811.29μg·m~(-2)·h~(-1)之间,均值为(130.10±12.04)μg·m~(-2)·h~(-1),每年向大气输出的N_2O量为11.40 kg·hm-2.其中,在早稻生长初期和早晚稻收割、栽种交替时段N_2O输出量达到高峰.空间上,N_2O扩散通量表现为S1 全文链接
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亚热带农业小流域水系N_2O扩散通量及其影响因素
《农业工程学报 》 2016 EI 北大核心 CSCD
摘要：为研究亚热带丘陵地区农业小流域水系溶存N2O的扩散传输特性,利用双层扩散模型法,研究了一年周期内(2014年4月-2015年4月)脱甲河小流域4级河段N2O浓度和扩散通量的时空变化规律及其与环境变量的相关关系。结果显示:1)脱甲河水体氨态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)和电导率(electrical conductivity,EC)的年变化范围分别是0.004~8.32(均值1.29±1.49)mg/L、0.01~3.05(均值1.43±0.63)mg/L、0.92~6.72(均值2.99±1.25)mg/L和50.36~248.43(均值138.37±47.56)μS/cm,相应的河流N2O浓度和扩散通量的年变化范围分别是0.006~1.38(均值0.15±0.26)μmol/L和-0.88~337.94(均值32.50±56.41)μg/(m2·h);2)除在冬季河流源头区域观测到个别的负通量外,N2O扩散通量在一年时间内几乎持续处于正值,呈现明显的季节变化特征。其季节变化规律为:冬高(70.93±90.89)μg/(m2·h),夏低(12.04±9.02)μg/(m2·h);空间上呈随河流污染负荷梯度的增加通量逐步增加的模式;3)影响脱甲河水体溶存N2O浓度的显著性因子有EC(r=0.45,P<0.05)、NH4+-N(r=0.44,P<0.05)、NO3--N(r=0.52,P<0.05)和DOC(r=0.49,P<0.05);水体N2O扩散通量与NH4+-N(r=0.50,p<0.05)、NO3--N(r=0.58,P<0.05)、DOC(r=0.46,P<0.05)和EC(r=0.50,P<0.05)呈显著正相关,与水体温度T(r=-0.24,P<0.05)呈显著负相关。研究表明,脱甲小流域内,农业面源污染、畜禽养殖以及居民生活废水和污水的排入造成的河流水体污染负荷增大是导致脱甲河水体溶存N2O扩散通量急剧增加的主要原因。该研究可为研究亚热带丘陵地区水系或类似河流N2O扩散特征及影响因素响应机制提供参考。
脱甲河农业流域土壤沉积物氮素时空分布与N2O释放
《环境科学学报 》 2016 CSCD
摘要：为研究脱甲河农业小流域氮素输出特性,运用流动注射仪法和顶空平衡-气相色谱法于2015年4月—2016年1月对流域内4级河段（S1、S2、S3和S4）稻田-岸坡-河底沉积物土壤铵态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）及水体溶存氧化亚氮（N2O）浓度进行了连续10个月的监测,并利用双层扩散模型法对水系N2O排放通量进行了估算.结果表明:脱甲河流域稻田-岸坡-河底沉积物NH4+-N含量逐渐升高,NO3--N含量逐渐降低,其中,岸坡及河底沉积物土壤中的氮主要以NH4+-N形式为主,均值分别为（7.38±0.62）mg·kg-1和（16.49±1.70）mg·kg-1;稻田土壤和脱甲河水体中的氮主要以NO3--N为主,均值分别为（7.40±0.81）mg·kg-1和（1.55±0.03）mg·L-1.水体溶存N2O浓度范围在0.0057.37μmol·L-1之间,均值为（0.54±0.05）μmol·L-1;扩散通量在-1.111811.29μg·m-2·h-1之间,均值为（130.10±12.04）μg·m-2·h-1,每年向大气输出的N2O量为11.40 kg·hm-2.其中,在早稻生长初期和早晚稻收割、栽种交替时段N2O输出量达到高峰.空间上,N2O扩散通量表现为S1
免耕条件下稻草还田方式对温室气体排放强度的影响
《农业工程学报 》 2012 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探讨免耕条件下的稻草高茬和覆盖还田对双季稻田温室气体排放强度(GHGI)的影响,该研究利用静态箱-气相色谱法,对免耕稻草不还田(NWS)、免耕高茬还田(HN)和免耕覆盖还田(SN)3处理稻田GHGI进行了连续2a的观测。结果表明,在各处理水稻产量差异不显著时,双季稻田的GHGI主要由温室气体排放量决定;在稻草用量相同的情况下,2种稻草还田方式均增加了稻田的GHGI,且高茬还田的增加幅度大于覆盖还田,说明高茬还田增强了温室气体通过水稻体内通气组织传输的能力。在20和100a尺度上,甲烷的GHGI均远大于氧化亚氮,在20a尺度上,早稻各处理甲烷的GHGI平均为N2O的109倍,晚稻为14倍,而在100a尺度上,这个倍数有所下降,分别只有35倍和3.77倍,可见,减少甲烷排放是减缓稻田温室气体排放强度的首要目标。在等稻草量的前提下,相比留高茬还田,覆盖还田能有效控制稻田GHGI。该研究可为中国华中地区双季稻田碳增汇和温室气体减排研究提供参考。
长期不同施肥类型对稻田甲烷和氧化亚氮排放速率的影响
《农业环境科学学报 》 2006 北大核心 CSCD
摘要：以湖南双季稻田长期不同施肥类型为研究对象,利用静态箱法测定了晚稻期间4种不同施肥方式下(无肥区、化肥区、秸秆区和习惯性施肥区)CH4和N2O的排放速率,并计算了其综合温室效应。结果表明,晚稻生育期内CH4的排放速率呈先升高后降低的变化趋势,习惯性施肥区和无肥区插秧15d达到最高峰,化肥区和秸秆还田区则推迟5 d到来;晒田期间稻田表现为甲烷的汇。无肥区和秸秆还田区N2O在整个测定期只有一个排放高峰,化肥区和习惯性施肥区N2O排放有两个峰值,分别在插秧后15和35d。秸秆区和习惯性施肥区CH4温室效应较大,化肥区和习惯性施肥区N2O温室效应较大,其中综合温室效应以秸秆区最大,习惯性施肥区和化肥区次之,无肥区最低。
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