的农田生态系统之 一,而 有 关 菜 地 土 壤 尤 其 是 华 中 基肥和 追 肥 (比 例 50%,25%,25%)。 其 他 管 理 措
亚热带菜地 生 态 系 统 地 区 (湖 北 省 武 汉 市 )N2O 的 施按照当地常规方法进行。
排放和 N2O 释放日变化特征研究较少。基 于 此,本
表1 试验期间蔬菜施肥量
由图2可以 看 出,4 次 采 样 时 间 点 土 壤 水 分 均
壤水分日变 化 相 对 较 小 时,菜 地-土 壤 系 统 N2O 日 排放速率是随着土壤温度的变化而变化的。这与董 云社等 研 [12] 究的 N2O 排放 日 通 量 变 化 与 温 度 呈 正 相关关系的结果一致。而在土壤水分日变化较大时 (图2),N2O 排 放 速 率 日 变 化 时 并 不 完 全 随 着 土 壤 温度 的 变 化 而 变 化 (图 1-c),其 N2O 排 放 速 率 是 在 土壤 水 分 和 土 壤 温 度 相 对 较 高 时 最 大 (第 3 次 采 样 ),而 不 是 在 土 壤 温 度 最 高 时 。 这 说 明 土 壤 水 分 也
壤温度、水分 等 的 关 系,旨 在 为 研 究 土 壤 N2O 排 放
处理
辣椒
菠菜
萝卜
速率提供依据。
Treatment N0
Pepper 0
Amaranth 0
Radish 0
1 材料与方法
N1
90
60
60
N2
270
180
180
1.1 试验设计 参照文献[10],在 华 中 农 业 大 学 资 源 与 环 境 学
采用土壤温度计测定土 壤 温 度(5cm 深 度),采
PVC,高度为600 mm。 采 样 容 器 为 20 mL 医 用 塑 用快速便携式土壤水分测试仪(中国农业大学研制)
料注射器和16 mL 真空玻璃瓶(江苏省南通市海门 测定土壤水分(10cm 深度 )。采用降雨降尘自动采
家豪实验仪器公司)。利用三通阀原理采 集 N2O 气 样器(武汉天虹智能仪表厂,APS-2B)测定降雨量。
N3 P2O5 K2O
360 120 250
240 50 60
240 40 70
收 稿 日 期 :2010-03-25 基 金 项 目 :农 业 部 “948”项 目 (2003-Z54,2008-Z25) 邱 炜 红 ,博 士 研 究 生 .研 究 方 向 :氧 化 亚 氮 温 室 气 体 研 究 .E-mail:angel12@ 通 讯 作 者 :胡 承 孝 ,博 士 ,教 授 .研 究 方 向 :养 分 管 理 与 高 效 利 用 、施 肥 与 生 态 环 境 、农 产 品 品 质 安 全 .E-mail:hucx@
关键词 N2O;温室气体;菜地系统;原状土柱 中图分类号 S154.4;S155.4+1 文献标识码 A 文章编号 1000-2421(2011)02-0210-04
氧化亚氮(N2O)是 一 种 温 室 气 体,它 既 有 产 生 院盆 栽 场 建 造 15 个 大 型 原 状 土 柱 (直 径 590 mm、
第30卷 第2期 2011年 4月
华中农业大学学报 JournalofHuazhongAgriculturalUniversity
Vol.30 No.2 Apr.2011,210~213
菜地系统土壤氧化亚氮排放的日变化
邱炜红 刘金山 胡承孝 孙学成 谭启玲
华中农业大学资源与环境学院,武汉 430070
2.2 N2 O 排放与施氮水平的关系
(图1)。这说明施氮量也 是 影 响 土 壤 N2O 排 放 的 重
4个采 样 时 间 中,除 了 2007-11-25 的 2 个 采 样 要因素之一 。 [6,19] 这与 郑 循 华 等 的 [20] 研 究 一 致,他
可能是 N2O 排 放 速 率 在 14:00 反 而 比 在 10:00 小 下土壤 N2O 排放 速 率 与 土 壤 温 度 和 水 分 均 无 相 关 的主要原 因。2007-11-25 土 壤 - 蔬 菜 系 统 N2O 排 关 系。 这 说 明,在 土 壤 氮 含 量 相 同 的 条 件 下,土 壤
N2O 气体采用改装后的 GC3800气相色谱仪(美 国 Varian)测定。色谱柱为1 m×2 mm (内径)不锈
μg/(m2·h)),第 1 个 采 样 时 间 点 (06:30)的 N2O 排放速率 最 小 (如 N3 为 70μg/(m2 ·h)),仅 为 最
钢柱,内含0.16~0.20mmPorapakQ 的填充柱。测 定条件为 柱 温 55 ℃,检 测 器 (ECD)温 度330℃,采 用
N2O 体积分 数 为 319nL/L,比 工 业 革 命 前 的 270 化性状为:总碳8.60g/kg,总氮 0.28g/kg,速 效 钾
nL/L 增长了16%[2],并 且 N2O 以 每 年 大 约 0.3% 49.82 mg/kg,速效磷2.96 mg/kg,pH5.12(m水 ∶
的速 率 增 长[3]。Xu 等 研 [4] 究 表 明,每 年 有 13.31 m土 =5∶1)。
图1 不同施氮水平下土壤 N2O 排放速率日变化和土壤(10cm)温度变化 Fig.1 ThedailyvariationsofN2Oemissionsunderdifferentnitrogenfertilizerratesandthevariationsofsoiltemperature(10cm)
体样品,采样时,先将100 mL 注射器来回抽取 气 体 2 结果与分析
5次以上,以 混 匀 箱 内 气 体,减 少 采 样 误 差,然 后 用
10 mL 注射器抽取气 样 注 入 玻 璃 收 集 瓶,带 回 实 验 2.1 N2 O 排放与土壤温度、水分的关系
室进行分 析。 采 样 持 续 时 间 为 20 min,分 别 在 0、
呈逐步减小的趋势,但是只有在第3次采样时,土壤 是 影 响 土 壤 N2O 排 放 的 重 要 因 素。 也 有 研 究
充水孔隙度(water-filledporespace,WFPS)变 化 最 者 发 [15-18] 现,土壤水分是影响 N2O 释放的主要环 境
剧烈,WFPS从70%(6:00)减少到34%(18:00),这 因子之一。此外,通过相关分析发现,同一施氮水平
图1-a可 以 看 出,2007-04-11 采 样 的 4 个 时 间
10、20 min时 采 集 气 体。N2O 气 体 1d 采 集 4 次, 分 别 在 06:00、10:00、14:00、18:00 采 样 。
点中,各施氮 水 平 的 土 壤-蔬 菜 系 统 N2O 排 放 速 率 在第3个 采 样 时 间 点 (13:30)最 大 (如 N3 为 146
摘要 采用原状土柱试验,研究了武汉市菜地连作系 统 不 同 时 期 土 壤 N2O 释 放 日 变 化 特 征 及 其 与 土 壤 温 度和水分的关系。结果表明:当土壤水分日变化较小 时,土 壤 N2O 排 放 速 率 随 土 壤 温 度 的 升 高 而 增 大,随 着 温 度的降 低 而 减 小,在 温 度 最 高 时 达 到 峰 值;而 当 土 壤 水 分 日 变 化 较 大 时,N2O 排 放 速 率 峰 值 出 现 在 适 宜 的 水 分 且较高的温度时,而非温度最高时。这说明土壤 N2O 排放速率受土壤温度和土壤水 分 共 同 影 响。 同 时,氮 肥 施 用量也是影响 N2O 日排放的重要因子。
高排放速率 的 50%。 从 图 1-a可 看 出,在 06:3013:30期间,土壤-蔬菜系统 N2O 排放速率是随着土 壤温度的升 高 而 增 加 的,而 在 16:30 温 度 下 降 后,土
十通进样反 吹 阀 和 四 通 切 换 阀 进 样,保 留 时 间 4.30 min,载 气 为 高 纯 氮 气 (>99.999%),流 速 为 30 mL/min。高浓度样品用高纯氮气稀释后测定。
Tg氮以 N2O 的形 式 释 放 到 大 气 当 中,其 中 直 接 从
试验设 置 4 个 氮 水 平 (N0、N1、N2、N3)处 理,
农田生 态 系 统 中 释 放 的 N2O 大 约 占 了 50%。 因 每个处理3个重复,随机排列。试验时间为2007年
此,由农田生态系统释放的 N2O 已经受到全 世 界 的 4-12月。施肥量及作物 轮 作 如 表 1 所 示。 试 验 期
第2期
邱炜红 等:菜地系统土壤氧化亚氮排放的日变化
211
1.2 N2 O 气体采集与分析 N2O 气体采 用 静 态 箱 法 采 集 。 [11] 静 态 箱 呈 圆
273 T
计
算
,其
中
,F
为
排
放
速率
,μg/(m2
·h);△t为
测
柱 状,直 径 为 350 mm,高 为 300 mm,材 料 为 0.5 定时间;h 为箱内有效空间的高;ρ为标准状况下 N2O
壤 N2O 的排放速率也随之减小。2007-05-26 的土壤蔬菜系统 N2O 的释放特性(图1-b)与2007-04-11一致。 N3处 理 的 最 大 N2O 排 放 速 率 为 382μg/(m2·h)
N2O 排放速率的计算由公式 F=ρ×h× △△ct× (14:00),最小为230μg/(m2·h)(18:00)。
放速率(图1-d)均较小,N3处理 N2O 排放速率最大 N2O 排放 速 率 是 受 土 壤 温 度 和 水 分 共 同 影 响 的。 值为67μg/(m2 ·h),N2O 排 放 速 率 最 小 值 为 34 但是,在不同氮水平 处 理 (N0、N1、N2、N3)时,土 壤是 随 着 氮 水 平 的 增 加 而 增 加 的
温室效应的作 用,又 可 以 破 坏 平 流 层 臭 氧。 最 新 研 高650 mm、面积0.27 m2)。 土 柱 系 统 中 所 用 土 壤