CAJ | 학술논문

[目的]农业土壤是N2O的主要排放源,国内以往研究多集中在外源养分对作物生长季N2O排放的影响,而对冬季N2O排放特征和影响因素缺少系统研究.为明确添加外源铵态氮对典型耕作土壤冻结过程中N2O排放特征的影响,本文应用冰柜模拟冬季土壤冻结过程,研究室温—冻结过程不同铵态氮浓度对3种典型地带性耕作土壤N2O排放的影响,以期为调控农田氮肥管理控制土壤N2O排放提供理论依据.[方法]试验设12个处理,包括3种土壤类型(黑土、潮土、黄土),4个外源NH4+-N浓度梯度(0、80、200、500 mg/kg土,分别以N0、N80、N200、N500表示).具体方法是将3种土壤的风干土样150 g分别装入广口瓶中,加入NH4+-N溶液,使土壤湿度达到田间持水量,置于25℃恒温环境中培养,24 h后分别于0、10、20、30 min时采集气体,再放到-10℃的冰柜中,分别在冷冻0.5h、2.5h、6.5h、13.5h、23.5 h、43.5h时采集气体,用气相色谱检测样品的N2O气体浓度.[结果]室温条件下在一定范围内增加外源铵态氮施用量能够促进黑土和潮土N2O的排放,添加80 mg/kg铵态氮的黑土和潮土的N2O排放通量分别比各自对照增加2854.7％和192.1％,均达5％显著水平,但铵态氮浓度过高会抑制黑土和潮土的N2O排放;黄土在室温培养条件下N2O排放通量接近零.随冻结时间的延长,黑土和潮土的N2O排放通量逐渐降低,其降低速度均呈现N80＞ N200、N500＞ N0的趋势,且两种土壤的N80处理分别与各自其他处理的差异达5％显著性水平;冻结0.5h的黑土添加外源NH4+-N处理的N2O排放通量比对应初始值(冻结0h)降低了64.95％～72.46％,冻结2.5h后比初始值降低79.1％～89.29％,在冻结6.5h时接近零排放,黑土的N0处理在冻结过程中N2O排放通量基本无变化,数值始终较小;潮土各处理在冻结0～6.5 h内N2O排放通量逐渐降低,且处理间差异减少,冻结0.5h时潮土4个处理的N2O排放通量比对应初始值(0 h)降低了47.25％～58.34％,冻结2.5h降低了84.35％～94.99％,其中N0处理的N2O排放通量在冻结2.5h后达到稳定的零排放状态,而3个添加外源NH4+-N的处理在冻结6.5h后达到稳定的零排放状态;黄土各处理在室温和冻结过程中N2O排放通量始终处于较低的水平,且变化范围较小,处理间无显著差异.室温—冻结全过程黑土和潮土的N2O累计排放量均呈N80＞N200、N500＞ N0,且黑土的N80处理与N0处理间均达到5％显著水平;潮土不同铵态氮浓度处理间无显著性差异;黄土N2O累计排放量处于较低水平或呈负排放状态,其中N500处理N2O的累计负排放量最大.方差分析结果表明,外源铵态氮对3种土壤N2O累计排放量均有显著影响.[结论]室温条件下,适量的外源铵态氮可促进黑土和潮土的N2O排放,但外源铵态氮浓度过高则可抑制N2O的排放;冻结过程中添加外源铵态氮黑土和潮土的N2O排放通量逐渐降低,且降低速度逐渐变缓最终接近零排放;室温—冻结过程添加外源铵态氮黄土的N2O排放通量始终处于极低水平,甚至出现负排放现象;添加外源铵态氮对室温—冻结过程不同土壤类型N2O累计排放量有显著影响.建议在潮土和黑土上降低冻前土壤的铵态氮含量从而减少N2O的排放. [目的]農業土壤是N2O的主要排放源,國內以往研究多集中在外源養分對作物生長季N2O排放的影響,而對鼕季N2O排放特徵和影響因素缺少繫統研究.為明確添加外源銨態氮對典型耕作土壤凍結過程中N2O排放特徵的影響,本文應用冰櫃模擬鼕季土壤凍結過程,研究室溫—凍結過程不同銨態氮濃度對3種典型地帶性耕作土壤N2O排放的影響,以期為調控農田氮肥管理控製土壤N2O排放提供理論依據.[方法]試驗設12箇處理,包括3種土壤類型(黑土、潮土、黃土),4箇外源NH4+-N濃度梯度(0、80、200、500 mg/kg土,分彆以N0、N80、N200、N500錶示).具體方法是將3種土壤的風榦土樣150 g分彆裝入廣口瓶中,加入NH4+-N溶液,使土壤濕度達到田間持水量,置于25℃恆溫環境中培養,24 h後分彆于0、10、20、30 min時採集氣體,再放到-10℃的冰櫃中,分彆在冷凍0.5h、2.5h、6.5h、13.5h、23.5 h、43.5h時採集氣體,用氣相色譜檢測樣品的N2O氣體濃度.[結果]室溫條件下在一定範圍內增加外源銨態氮施用量能夠促進黑土和潮土N2O的排放,添加80 mg/kg銨態氮的黑土和潮土的N2O排放通量分彆比各自對照增加2854.7％和192.1％,均達5％顯著水平,但銨態氮濃度過高會抑製黑土和潮土的N2O排放;黃土在室溫培養條件下N2O排放通量接近零.隨凍結時間的延長,黑土和潮土的N2O排放通量逐漸降低,其降低速度均呈現N80＞ N200、N500＞ N0的趨勢,且兩種土壤的N80處理分彆與各自其他處理的差異達5％顯著性水平;凍結0.5h的黑土添加外源NH4+-N處理的N2O排放通量比對應初始值(凍結0h)降低瞭64.95％～72.46％,凍結2.5h後比初始值降低79.1％～89.29％,在凍結6.5h時接近零排放,黑土的N0處理在凍結過程中N2O排放通量基本無變化,數值始終較小;潮土各處理在凍結0～6.5 h內N2O排放通量逐漸降低,且處理間差異減少,凍結0.5h時潮土4箇處理的N2O排放通量比對應初始值(0 h)降低瞭47.25％～58.34％,凍結2.5h降低瞭84.35％～94.99％,其中N0處理的N2O排放通量在凍結2.5h後達到穩定的零排放狀態,而3箇添加外源NH4+-N的處理在凍結6.5h後達到穩定的零排放狀態;黃土各處理在室溫和凍結過程中N2O排放通量始終處于較低的水平,且變化範圍較小,處理間無顯著差異.室溫—凍結全過程黑土和潮土的N2O纍計排放量均呈N80＞N200、N500＞ N0,且黑土的N80處理與N0處理間均達到5％顯著水平;潮土不同銨態氮濃度處理間無顯著性差異;黃土N2O纍計排放量處于較低水平或呈負排放狀態,其中N500處理N2O的纍計負排放量最大.方差分析結果錶明,外源銨態氮對3種土壤N2O纍計排放量均有顯著影響.[結論]室溫條件下,適量的外源銨態氮可促進黑土和潮土的N2O排放,但外源銨態氮濃度過高則可抑製N2O的排放;凍結過程中添加外源銨態氮黑土和潮土的N2O排放通量逐漸降低,且降低速度逐漸變緩最終接近零排放;室溫—凍結過程添加外源銨態氮黃土的N2O排放通量始終處于極低水平,甚至齣現負排放現象;添加外源銨態氮對室溫—凍結過程不同土壤類型N2O纍計排放量有顯著影響.建議在潮土和黑土上降低凍前土壤的銨態氮含量從而減少N2O的排放.
[목적]농업토양시N2O적주요배방원,국내이왕연구다집중재외원양분대작물생장계N2O배방적영향,이대동계N2O배방특정화영향인소결소계통연구.위명학첨가외원안태담대전형경작토양동결과정중N2O배방특정적영향,본문응용빙거모의동계토양동결과정,연구실온—동결과정불동안태담농도대3충전형지대성경작토양N2O배방적영향,이기위조공농전담비관리공제토양N2O배방제공이론의거.[방법]시험설12개처리,포괄3충토양류형(흑토、조토、황토),4개외원NH4+-N농도제도(0、80、200、500 mg/kg토,분별이N0、N80、N200、N500표시).구체방법시장3충토양적풍간토양150 g분별장입엄구병중,가입NH4+-N용액,사토양습도체도전간지수량,치우25℃항온배경중배양,24 h후분별우0、10、20、30 min시채집기체,재방도-10℃적빙거중,분별재냉동0.5h、2.5h、6.5h、13.5h、23.5 h、43.5h시채집기체,용기상색보검측양품적N2O기체농도.[결과]실온조건하재일정범위내증가외원안태담시용량능구촉진흑토화조토N2O적배방,첨가80 mg/kg안태담적흑토화조토적N2O배방통량분별비각자대조증가2854.7％화192.1％,균체5％현저수평,단안태담농도과고회억제흑토화조토적N2O배방;황토재실온배양조건하N2O배방통량접근령.수동결시간적연장,흑토화조토적N2O배방통량축점강저,기강저속도균정현N80＞ N200、N500＞ N0적추세,차량충토양적N80처리분별여각자기타처리적차이체5％현저성수평;동결0.5h적흑토첨가외원NH4+-N처리적N2O배방통량비대응초시치(동결0h)강저료64.95％～72.46％,동결2.5h후비초시치강저79.1％～89.29％,재동결6.5h시접근령배방,흑토적N0처리재동결과정중N2O배방통량기본무변화,수치시종교소;조토각처리재동결0～6.5 h내N2O배방통량축점강저,차처리간차이감소,동결0.5h시조토4개처리적N2O배방통량비대응초시치(0 h)강저료47.25％～58.34％,동결2.5h강저료84.35％～94.99％,기중N0처리적N2O배방통량재동결2.5h후체도은정적령배방상태,이3개첨가외원NH4+-N적처리재동결6.5h후체도은정적령배방상태;황토각처리재실온화동결과정중N2O배방통량시종처우교저적수평,차변화범위교소,처리간무현저차이.실온—동결전과정흑토화조토적N2O루계배방량균정N80＞N200、N500＞ N0,차흑토적N80처리여N0처리간균체도5％현저수평;조토불동안태담농도처리간무현저성차이;황토N2O루계배방량처우교저수평혹정부배방상태,기중N500처리N2O적루계부배방량최대.방차분석결과표명,외원안태담대3충토양N2O루계배방량균유현저영향.[결론]실온조건하,괄량적외원안태담가촉진흑토화조토적N2O배방,단외원안태담농도과고칙가억제N2O적배방;동결과정중첨가외원안태담흑토화조토적N2O배방통량축점강저,차강저속도축점변완최종접근령배방;실온—동결과정첨가외원안태담황토적N2O배방통량시종처우겁저수평,심지출현부배방현상;첨가외원안태담대실온—동결과정불동토양류형N2O루계배방량유현저영향.건의재조토화흑토상강저동전토양적안태담함량종이감소N2O적배방.