生物质炭对双季稻田土壤反硝化功能微生物的影响 被引量：23

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作者 刘杰云 邱虎森 +2 位作者 王聪 沈健林 吴金水 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期2394-2403,共10页

目前,基于田间条件下生物质炭添加对稻田反硝化微生物的调控效应还不甚明确.为此,本研究采用小区试验,通过在双季稻田添加不同量的小麦秸秆生物质炭(0、24和48 t·hm-2,分别用CK、LC和HC代表),结合实时荧光定量PCR(q PCR)和末端限... 目前,基于田间条件下生物质炭添加对稻田反硝化微生物的调控效应还不甚明确.为此,本研究采用小区试验,通过在双季稻田添加不同量的小麦秸秆生物质炭(0、24和48 t·hm-2,分别用CK、LC和HC代表),结合实时荧光定量PCR(q PCR)和末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)分析技术,研究了生物质炭添加对双季稻田休闲季和水稻季土壤反硝化微生物相关功能基因(调控硝酸还原酶的nar G基因,亚硝酸还原酶的nir K基因和氧化亚氮还原酶的nos Z基因)的影响.由于生物质炭呈碱性,添加到土壤后,可提高稻田休闲季土壤p H 0. 2～0. 8个单位.生物质炭本身含有部分可溶性N,因此,添加生物质炭可增加休闲季土壤铵态氮(NH_4^+-N)和硝态氮(NO_3^--N)含量,增幅分别达21. 1%～32. 5%和63. 0%～176. 0%,但由于其吸附作用,降低了水稻季NH_4^+-N含量48. 8%～60. 1%.生物质炭添加增加了休闲季微生物生物量氮(MBN)含量,这可能是由于生物质炭较大的比表面积为微生物生存提供了适宜的环境,可利用养分的增加促进了微生物的生长.与对照相比,休闲季生物质炭引起的NH_4^+-N和NO_3^--N含量增加,促进NH_4^+-N向NO_3^--N的转化,进而增加nar G和nos Z的基因丰度(P<0. 05),同时,生物质炭处理p H的提高促进了nos Z的基因丰度的增加,显著改变了反硝化功能基因nar G和nos Z的群落结构,并以此对反硝化作用产生影响,但未对休闲季氧化亚氮(N_2O)排放产生影响.而在水稻季,生物质炭增加了土壤nos Z的基因丰度(P <0. 05),HC处理增加了nir K基因丰度(P <0. 05),这也是导致水稻季HC处理N_2O排放增加的重要原因.生物质炭通过降低水稻季土壤NH_4^+-N含量,改变了nir K和nos Z基因的群落结构,而nar G基因群落结构的变化影响了土壤N_2O排放.综上所述,生物质炭可通过改变双季稻田土壤性质,来影响参与土壤反硝化作用的相关微生物,进而影响土壤N_2O排放及NO_3^--N� 展开更多

关键词 生物质炭 反硝化微生物 双季稻田 土壤性质 N2O排放

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亚热带区域农业面源污染流域源头防控机理与技术示范 被引量：18

2

作者 吴金水 李勇 +11 位作者 李裕元 肖润林 王毅 沈健林 周脚根 李希 刘新亮 罗沛 王娟 孟岑 王美慧 刘济 《农业现代化研究》 CSCD 北大核心 2018年第6期1009-1019,共11页

日益剧增的农业面源污染使得亚热带流域环境可持续管理面临巨大挑战。亚热带红壤丘陵地区的丰富降水、复杂多样土地利用方式和高强度氮磷投入,导致了该地区水文过程、氮磷元素生物地球化学过程、以及氮磷污染物迁移转化规律的复杂性。从... 日益剧增的农业面源污染使得亚热带流域环境可持续管理面临巨大挑战。亚热带红壤丘陵地区的丰富降水、复杂多样土地利用方式和高强度氮磷投入,导致了该地区水文过程、氮磷元素生物地球化学过程、以及氮磷污染物迁移转化规律的复杂性。从"十一五"至今,我们以亚热带丘陵区典型金井小流域为对象,研究建立流域多尺度环境监测系统,准确定量流域氮磷平衡特征,精确解析流域氮磷迁移规律与输出通量;构建以水文和氮磷过程为主要对象的分布式栅格流域生源要素管理模型(CNMM),制定流域氮磷环境安全控制标准,开发流域环境安全评价和污染源头防控决策支持系统;研发针对农田养分流失、分散型农村生活污水和养殖业废水的绿狐尾藻生态湿地消纳技术,探索农业氮磷减控关键途径,构建流域面源污染源头防控技术体系,并进行了大规模的推广应用与示范。这些结果将巩固和加强亚热带区域农业面源污染流域源头防控的应用基础研究,为实现流域环境的生态管理、质量恢复和生态系统服务功能提升提供理论依据。 展开更多

关键词 流域环境 面源污染 流域系统模拟 土地利用 生态湿地 污染防控

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秸秆还田与水分管理对双季水稻氮素吸收及氮肥?利用率的影响 被引量：17

3

作者 谭亦杭 沈健林 +3 位作者 蒋炳伸 李巧云 李勇 吴金水 《农业现代化研究》 CSCD 北大核心 2018年第3期511-519,共9页

秸秆还田是促进农田养分循环的重要方式,也对提升农田地力有较好效果。以南方典型双季稻田为研究对象,设置三个秸秆还田水平和两种水分管理方式的两因子田间定位试验,于定位试验开展后的第5年通过测定早稻和晚稻季稻田土壤无机氮、微生... 秸秆还田是促进农田养分循环的重要方式,也对提升农田地力有较好效果。以南方典型双季稻田为研究对象,设置三个秸秆还田水平和两种水分管理方式的两因子田间定位试验,于定位试验开展后的第5年通过测定早稻和晚稻季稻田土壤无机氮、微生物生物量氮动态、植株吸氮量动态以及收获期主要土壤肥力因子、水稻产量和植株各部分氮素累积量,分析秸秆还田与水分管理制度下水稻氮素吸收和氮肥利用率的特征及其影响因素。结果表明:秸秆还田提高了土壤有机碳和全氮含量以及土壤p H,长期淹水较之间歇灌溉降低了土壤有机碳、全氮和全磷含量。在氮肥用量一致条件下,早稻季秸秆还田降低了分蘖期土壤氮素有效性,导致水稻生育期内氮素吸收量显著下降,且显著降低水稻籽粒产量及氮肥利用率;氮肥利用率较对照下降2.0~7.6个百分点,且随秸秆还田量的增加而降低。晚稻季秸秆还田提高了生育期内土壤氮素有效性,显著提高了水稻生育期内氮素吸收量,增加水稻产量且显著提高氮肥利用率;氮肥利用率较对照提高8.6~13个百分点,且随秸秆还田量的增加而增加。研究表明,间歇灌溉和长期淹水灌溉两种水分管理方式对水稻氮素吸收、籽粒产量及氮肥利用率的影响差异不显著。早稻季秸秆还田配合长期淹水灌溉将加剧水稻产量和氮肥利用率下降。双季稻稻田实行间歇灌溉下的早稻季秸秆不还田、晚稻季秸秆全量还田(6 t/hm2)有利于获得较高水稻产量和氮肥利用率。 展开更多

关键词 秸秆还田 水分管理 氮素 氮肥利用率 养分管理

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生物质炭对双季稻水稻土微生物生物量碳、氮及可溶性有机碳氮的影响 被引量：17

4

作者 刘杰云 邱虎森 +2 位作者 汤宏 沈健林 吴金水 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期3799-3807,共9页

生物质炭可影响土壤微生物量,但生物质炭对双季稻田土壤微生物生物量碳、氮(MBC、MBN)及可溶性有机碳、氮(DOC、DON)的影响还不清楚.基于此,本研究选取亚热带2种典型双季稻田土壤(花岗岩母质发育的水稻土S1和第四纪红壤发育的水稻土S2)... 生物质炭可影响土壤微生物量,但生物质炭对双季稻田土壤微生物生物量碳、氮(MBC、MBN)及可溶性有机碳、氮(DOC、DON)的影响还不清楚.基于此,本研究选取亚热带2种典型双季稻田土壤(花岗岩母质发育的水稻土S1和第四纪红壤发育的水稻土S2)作为研究对象,开展室内培养试验来研究不施氮肥条件下生物质炭添加对土壤微生物生物量碳、氮及可溶性有机碳、氮的影响.每种土壤设置3个小麦秸秆生物质炭添加量,即土重的0%、1%和2%,分别用CK、LB和HB表示.培养70 d后,2种水稻土的MBC均值:S1为877. 03、832. 11和849. 30 mg·kg^-1,S2为902. 94、874. 19和883. 22mg·kg^-1. S1+LB、S1+HB和S2+LB均显著降低了土壤MBC均值(P <0. 05),这可能是由生物质炭吸附土壤有机碳及其他有机物,阻碍了微生物的生长而造成的. S1土壤中低生物质炭添加量较对照显著降低了土壤MBN均值(P <0. 05),降幅达9. 45%.生物质炭对S1土壤MBC/MBN均值影响不明显,但LB降低了S2土壤MBC/MBN均值(P <0. 05).由于生物质炭本身含有部分可溶性有机碳及其高p H值,添加到2种水稻土中均增加了土壤DOC均值,增幅分别达4. 42%~22. 20%和10. 57%~35. 47%.但生物质炭(除S2+HB处理)显著降低了土壤DON均值,这可能归因于生物质炭对土壤有机氮的吸附作用及生物质炭本身有机碳分解过程中对N的消耗作用.生物质炭显著增加了2种水稻土的DOC/DON均值,且随着生物质炭添加量的增加而增加.综上所述,在双季稻田土壤中单施生物质炭虽然可增加土壤可溶性有机碳,但对土壤微生物量有一定的降低作用,且会加重土壤氮亏缺状况.因此,在亚热带双季稻田中生物质炭应与化肥等配合施用. 展开更多

关键词 生物质炭 水稻土 双季稻 微生物生物量碳、氮 可溶性有机碳、氮

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亚热带水稻土碳循环的生物地球化学特点与长期固碳效应 被引量：16

5

作者 吴金水 李勇 +7 位作者 童成立 肖和艾 刘守龙 葛体达 周萍 沈健林 祝贞科 黄习知 《农业现代化研究》 CSCD 北大核心 2018年第6期895-906,共12页

稻田是我国重要的农田生态系统,对农业生态环境保护和国家粮食安全具有举足轻重的作用。水稻土有机碳循环既是土壤物理、化学、生物过程和土壤肥力的基础,又与土壤固碳功能、温室气体产生和排放密切相关。近10年来,本研究团队以探讨水... 稻田是我国重要的农田生态系统,对农业生态环境保护和国家粮食安全具有举足轻重的作用。水稻土有机碳循环既是土壤物理、化学、生物过程和土壤肥力的基础,又与土壤固碳功能、温室气体产生和排放密切相关。近10年来,本研究团队以探讨水稻土固碳(肥力提升)与减排科学原理为目标,瞄准土壤有机碳矿化的"控制阀"假说与"激发效应"、水稻土固碳与温室气体排放的生物地球化学过程机理等前沿性的重要基础科学问题,遵照以典型案例(典型景观单元和长期定位试验监测)揭示区域水稻土有机碳演变基本规律与固碳潜力,借助模拟试验阐明水稻土长期固碳的生物地球化学机理的整体研究思路,运用同位素示踪和生物分子技术,系统研究了亚热带水稻土碳的生物地球化学循环特点与长期固碳效应。研究表明,过去30年间,水稻土有机碳处于持续增加状态,增幅达60%,年平均固碳速率为0.28 t/hm^2,具有明显固碳效应;且水稻同化"新碳"的输入抑制了水稻土原有有机碳的矿化,表现出明显的负激发效应,证实了亚热带水稻土的"阻滞效应"。量化了水稻生长期间光合碳对土壤有机碳各组分的贡献及其对氮素的响应特征;发现水稻光合碳向土壤微生物快速转移,同化根际碳的微生物主要为真菌和革兰氏阴性菌。发现稻田土壤具有微生物光合同化大气CO_2并将其转化为土壤有机碳的能力;农田土壤固碳功能种群主要包括固碳细菌和藻类。阐明了稻田土壤有机质周转过程的生态化学计量学特征,揭示了"水稻—微生物—土壤"相互作用的养分调控机理,以及土壤C、N、P等元素耦合的微生物计量学调控机制。基于微流控芯片技术,构建土壤芯片并实现了土壤微界面生物地球化学过程的动态模拟和监测。提出基于丘陵区稻草"易地还土"和稻田施用生物质炭的固碳减排新措施。研究成� 展开更多

关键词 水稻土 碳循环 激发效应 有机碳转化 固碳功能 微流控芯片技术 分子生物学技术 同位素示 踪技术 温室气体减排 生态化学计量学

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猪粪化肥配施对稻田土壤氮素含量及氮肥利用效率的影响 被引量：14

6

作者 孙铭鸿 蒋炳伸 +4 位作者 沈健林 宋变兰 李巧云 李勇 吴金水 《农业现代化研究》 CSCD 北大核心 2021年第1期175-183,共9页

化肥有机肥在农田的配施对改良土壤性质、提高养分利用率具有较好的效果,还提升了有机废弃物的循环利用效率。为此,为明确猪粪化肥配施对南方典型双季稻田土壤氮素含量及氮肥利用效率的影响,在双季稻田系统进行田间定位试验。试验共设置... 化肥有机肥在农田的配施对改良土壤性质、提高养分利用率具有较好的效果,还提升了有机废弃物的循环利用效率。为此,为明确猪粪化肥配施对南方典型双季稻田土壤氮素含量及氮肥利用效率的影响,在双季稻田系统进行田间定位试验。试验共设置了4个处理,即不施氮肥处理(N0)、50%化学氮肥处理(1/2N)、100%化学氮肥处理(N)和猪粪替代50%氮肥处理(1/2N+M)。测定了稻田土壤全氮、有效氮(铵态氮和硝态氮)、微生物生物量氮、水稻氮含量并计算氮吸收量。结果表明:在定位试验开展后第5~6年,猪粪替代50%氮肥处理土壤全氮含量较100%化学氮肥处理显著提高15%;而不施氮肥导致土壤全氮含量显著下降达20%。猪粪化肥配施显著增加晚稻季土壤铵态氮含量。水稻氮肥吸收主要与氮肥用量、土壤全氮含量、铵态氮含量和微生物生物量氮成正相关。2年内猪粪化肥配施较全量氮肥显著提高了晚稻季水稻氮素吸收及氮肥利用率,提升幅度分别为9.2%~18.0%和19.6%~43.0%,且水稻产量略有提升。早稻季猪粪化肥配施较全量氮肥水稻籽粒产量、水稻氮素吸收及氮肥利用率无显著差异或出现显著下降。研究表明,双季稻体系猪粪替代50%氮肥可提高晚稻季稻田土壤氮素有效性,减少化肥施用并提高氮肥利用率。 展开更多

关键词 土壤氮素 猪粪化肥配施 水稻产量 水稻氮吸收 氮肥利用率

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亚热带农田和林地大气氮湿沉降与混合沉降比较 被引量：12

7

作者 朱潇 王杰飞 +4 位作者 沈健林 肖润林 王娟 吴金水 李勇 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期2557-2565,共9页

本研究在位于我国亚热带区域的湖南省长沙县金井河流域,设置一个农田监测点和一个林地监测点,开展了完整的2a(2011年3月至2013年2月)大气氮素(N)湿沉降和混合沉降(湿沉降+部分干沉降)的监测,评价两种方法监测的大气氮素沉降的差别,并建... 本研究在位于我国亚热带区域的湖南省长沙县金井河流域,设置一个农田监测点和一个林地监测点,开展了完整的2a(2011年3月至2013年2月)大气氮素(N)湿沉降和混合沉降(湿沉降+部分干沉降)的监测,评价两种方法监测的大气氮素沉降的差别,并建立一种采用氮素混合沉降来估算氮素湿沉降的方法.结果表明采样点氮素湿沉降和混合沉降以NH_4^+-N沉降量最高,其中农田点大气氮湿沉降、混合沉降量分别为26.2 kg·(hm^2·a)^(-1)、28.9 kg·(hm^2·a)^(-1),湿沉降、混合沉降NH_4^+-N、NO_3^--N和可溶性有机氮(DON)分别占湿沉降、混合沉降总氮(TN)的49.7%、31.3%、19.0%和48.7%、31.6%、19.7%.林地点大气氮湿沉降、混合沉降量分别为23.6 kg·(hm^2·a)^(-1)、27.8 kg·(hm^2·a)^(-1),湿沉降、混合沉降NH_4^+-N、NO_3^--N和DON分别占湿沉降、混合沉降TN的53.9%、34.8%、11.4%和49.6%、31.6%、18.9%.研究区域降雨量与湿沉降、混合沉降雨水中NH_4^+-N、NO_3^--N和TN浓度均有极显著负相关关系,而与沉降量有显著正相关性.两监测点湿沉降与混合沉降的雨水中N素浓度具有极显著线性相关性(决定系数大于0.82),根据二者之间建立的回归方程,农田点采用混合沉降估算湿沉降中NH_4^+-N、NO_3^--N和TN沉降的系数值分别为0.875、0.774和0.852;林地点相应的系数值分别为0.859、0.783和0.819,该系数值主要与监测点的氮素湿沉降量及大气颗粒态氮的污染水平有关.亚热带区域采用大气氮素混合沉降替代氮素湿沉降,将导致氮素湿沉降被高估10%~18%,利用氮素混合沉降和氮素湿沉降之间的回归方程,可以较好实现采用混合沉降来估算湿沉降. 展开更多

关键词 大气活性氮 氮沉降 湿沉降 混合沉降 农田生态系统 森林生态系统

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网络是民主的引擎?——技术乐观主义的困境与网络民主前景 被引量：11

8

作者 申建林 张晶晶 《理论探讨》 CSSCI 北大核心 2019年第1期140-145,共6页

互联网的诞生与普及激发了人们对现代民主发展的信心,网络和民主的关系问题成为当代政治学的前沿问题。技术乐观主义基于对网络独特的接入建构模式、网络空间的多维发散性和自由开放性、网络公共领域的形成、投票网络化变革等问题的认识... 互联网的诞生与普及激发了人们对现代民主发展的信心,网络和民主的关系问题成为当代政治学的前沿问题。技术乐观主义基于对网络独特的接入建构模式、网络空间的多维发散性和自由开放性、网络公共领域的形成、投票网络化变革等问题的认识,而坚信网络就是民主的引擎,网络以其自身的技术优势能够推进与创造现代民主。然而,网络信息不对称和信息失真、网络不平等和网络鸿沟、网络政治参与的非代表性和非理性、网络精英主义和网络暴政等现象使乐观主义的网络民主观念陷入了困境。网络在性质上只是一种信息传播工具和中性的技术力量,它无法自我民主化,只能在既有的制度框架内发挥着制度指向的政治功能。因此,网络民主的发展前景取决于网外制度设施的民主化程度,从网络的行政化监管转向公民的网络知情权、表达权和参与权的法律保护是推进网络民主的战略之路。 展开更多

关键词 网络 民主 技术乐观主义

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化肥减量配施秸秆对双季稻田固氮微生物群落的影响 被引量：9

9

作者 陈凯鹏 韦菊娴 +4 位作者 陈丹 王聪 沈健林 李勇 吴金水 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期4725-4734,共10页

基于3 a田间定位试验,研究了双季稻田化肥减量配施秸秆后第3 a对水稻产量、土壤肥力属性和固氮微生物群落结构特征的影响.设置了3种施肥模式:常规施化肥(CF)、化肥减量配施3 t·hm^(-2)干重秸秆(CFLS)和化肥减量配施6 t·hm^(-2... 基于3 a田间定位试验,研究了双季稻田化肥减量配施秸秆后第3 a对水稻产量、土壤肥力属性和固氮微生物群落结构特征的影响.设置了3种施肥模式:常规施化肥(CF)、化肥减量配施3 t·hm^(-2)干重秸秆(CFLS)和化肥减量配施6 t·hm^(-2)干重秸秆(CFHS).结果表明,在化肥减量配施秸秆后第3 a, CFLS和CFHS在没有显著减少水稻籽粒产量(P>0.05)的情况下显著中和土壤酸化并提高土壤微生物量碳和氮、可溶性有机碳和有机碳含量(P<0.05),同时显著减少了土壤氧化还原电位、铵态氮和硝态氮含量(P<0.05),更有利于提高土壤氮素利用率.与CF处理相比,CFLS和CFHS的天然固氮功能群由于土壤碳储量增加和酸化程度降低等条件的改善而增加了Shannon、 PD和Evenness指数(P<0.05).化肥减量配施秸秆使Ferrigenium、硫氧化菌属(Sulfurivermis)、甲基单胞菌属(Methylomonas)、Methylovulum、外硫红螺菌属(Ectothiorhodospira)和念珠藻属(Nostoc)等固氮、固碳和植物促生功能微生物类群相对丰度显著提高(P<0.05).综上所述,化肥减量配施3 t·hm^(-2)和6 t·hm^(-2)秸秆是改善土壤固氮微生物群落结构和提高土壤固氮潜力的有效措施. 展开更多

关键词 稻田 秸秆 减量施化肥 固氮菌 群落结构

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氮肥深施及间种白三叶草对茶园N2O排放的影响 被引量：9

10

作者 吕天新 伍延正 +5 位作者 沈健林 陈丹 姜文倩 王娟 李勇 吴金水 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期4221-4229,共9页

近年来我国茶园面积不断扩大,茶园施氮(N)量大、N2O排放量高,是重要的N2O排放源,开展茶园的N2O减排研究十分有必要.本研究在位于我国亚热带丘陵区的典型茶园,通过设置常规施肥、氮肥深施和间种白三叶草这3种处理,观测不同施肥及管理措... 近年来我国茶园面积不断扩大,茶园施氮(N)量大、N2O排放量高,是重要的N2O排放源,开展茶园的N2O减排研究十分有必要.本研究在位于我国亚热带丘陵区的典型茶园,通过设置常规施肥、氮肥深施和间种白三叶草这3种处理,观测不同施肥及管理措施下茶园土壤N2O排放及其相关土壤环境因子动态,旨在明确不同措施对茶园N2O排放的减排效果,并解析相关影响因子.通过3a的田间试验表明,亚热带丘陵茶园具有较高的N2O排放,N2O-N年累积排放量高达5.1~10.1kg·hm^-2.N2O排放主要发生在春夏季,当土壤温度低于15℃,其排放主要与土壤温度呈正相关;当温度高于15℃,则主要与土壤含水量、土壤NH4^+-N和NO3^--N含量呈正相关.三年间茶园间种白三叶草较常规施肥未显著影响N2O排放,肥料深施在降雨量较高年份增加了茶园N2O排放,间种白三叶草和肥料深施未显著影响茶叶产量.本研究表明,亚热带茶园间种白三叶草减排N2O的效果不显著,不减少氮肥用量下氮肥深施未能降低N2O排放,今后有必要研究肥料深施配合氮肥减量来减排N2O. 展开更多

关键词 茶园 氧化亚氮(N2O) 温室气体 氮肥 间作

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亚热带稻区大气NO_2、HNO_3及硝态氮污染特征及干湿沉降 被引量：8

11

作者 欧阳秀琴 王波 +4 位作者 沈健林 朱潇 王杰飞 李勇 吴金水 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2607-2614,共8页

二氧化氮(NO_2)和硝酸(HNO_3)是大气中的酸性含氮污染气体,是形成气溶胶和雨水硝态氮的重要前体物质,在高强度的大气氮氧化物排放下,我国亚热带稻区农业生态系统大气NO_2、HNO_3气体及气溶胶、雨水硝态氮污染特征及其干湿沉降量尚不清楚... 二氧化氮(NO_2)和硝酸(HNO_3)是大气中的酸性含氮污染气体,是形成气溶胶和雨水硝态氮的重要前体物质,在高强度的大气氮氧化物排放下,我国亚热带稻区农业生态系统大气NO_2、HNO_3气体及气溶胶、雨水硝态氮污染特征及其干湿沉降量尚不清楚.本研究选取我国亚热带丘陵区一个典型双季稻区,对大气中NO_2-N、HNO_3-N、气溶胶和雨水硝态氮浓度及相关气象因子进行了同步监测,旨在明确大气NO_2-N、HNO_3-N及气溶胶、雨水硝态氮浓度特征及其影响因素,并定量其干湿沉降量.结果表明,大气中NO_2-N、HNO_3-N、大气颗粒物PM_(10)中NO_3^--N_p、雨水中NO_3^--N_r年均浓度分别为4.2μg·m^(-3)、0.7μg·m^(-3)、4.0μg·m^(-3)和1.0 mg·L^(-1),年氮沉降量分别为1.5、3.2、2.3和6.1 kg·hm^(-2).NO_2-N浓度与气温呈负相关;HNO_3-N浓度与风速呈负相关;NO_3^--N_p浓度与气温呈负相关,与NO_2-N浓度呈正相关,与HNO_3-N浓度未显著相关,表明NO_2-N浓度在本研究区域是形成NO_3^--N_p污染的重要限制因子;NO_3^--N_r浓度与降雨量呈负相关,与HNO_3-N浓度和NO_3^--N_p浓度呈正相关.本研究区域大气中NO_2-N、HNO_3-N、NO_3^--N_p及雨水NO_3^--N_r年总干湿沉降量为13.0 kg·hm^(-2),是稻田重要的氮素来源,对稻田及周边生态系统的影响不容忽视. 展开更多

关键词 二氧化氮 硝酸 气溶胶 雨水 硝态氮 干湿沉降 稻田

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秸秆还田下双季稻田土壤团聚体碳氮磷含量及生态化学计量比特征 被引量：6

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作者 王凤仁 逄蕾 +4 位作者 沈健林 李言言 李宗明 王娟 吴金水 《农业现代化研究》 CSCD 北大核心 2023年第3期550-557,共8页

土壤碳氮磷等养分含量及其生态化学计量比对作物养分供应有重要影响,长期秸秆还田如何影响稻田土壤水稳性团聚体碳氮磷含量及生态化学计量比尚不清楚。本研究以双季稻田为研究对象,设置仅施化肥(CK)、低量秸秆还田+化肥(LS)和高量秸秆还... 土壤碳氮磷等养分含量及其生态化学计量比对作物养分供应有重要影响,长期秸秆还田如何影响稻田土壤水稳性团聚体碳氮磷含量及生态化学计量比尚不清楚。本研究以双季稻田为研究对象,设置仅施化肥(CK)、低量秸秆还田+化肥(LS)和高量秸秆还田+化肥(HS)三个处理,于秸秆还田后的第9~10年测定土壤水稳性团聚体组成及其碳氮磷含量,分析土壤水稳性团聚体分布、平均重量直径及元素生态化学计量比,旨在明确长期秸秆还田下双季稻田土壤各粒径水稳性团聚体对碳氮磷养分的贡献及其生态化学计量比特征。结果表明,秸秆还田后的9~10年,与CK相比,HS和LS处理显著增加了>0.25 mm粒径水稳性团聚体(R0.25)的占比和平均重量直径(MWD);HS处理显著提高了>2 mm、0.25~1 mm、0.053~0.25 mm和<0.053 mm粒径水稳性团聚体总碳(TC)和总氮(TN)含量,且增加幅度最大的粒径为0.25~1 mm,分别为28.1%和22.9%,而对总磷(TP)含量无显著影响。HS和LS处理较CK显著提高了>2 mm粒径水稳性团聚体对于土壤TC、TN和TP的贡献率,有助于改善水稻的氮磷吸收。与CK相比,HS处理提高了各主要粒径水稳性团聚体(>2 mm、1~2 mm、0.053~0.25 mm和<0.053 mm)氮磷比和碳磷比,有利于提高稻田氮素有效性,且碳磷比未达到限制磷素供应的阈值而没有降低磷素有效性。研究表明,高量秸秆(6 t/hm2)还田提高了稻田水稳性团聚体的稳定性,提高了土壤碳氮储量,以及水稳性团聚体氮磷比,对于改善稻田土壤结构和氮素供应具有较好的效果。 展开更多

关键词 秸秆还田 水稳性团聚体 养分循环 生态化学计量比 水稻土

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茶园氧化亚氮排放机制及减排措施研究进展 被引量：6

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作者 张珂彬 王毅 +3 位作者 刘新亮 康曼 沈健林 李勇 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期413-424,共12页

茶园因氧化亚氮(N2O)排放系数大、氮肥施用量高及种植面积逐年增加,成为我国农业重要的N2O排放源,因此迫切需要研究茶园N2O排放机理及有效的减排措施。目前,关于不同农学措施对茶园N2O排放特征的影响研究较多,但其N2O减排效果尚无定论,... 茶园因氧化亚氮(N2O)排放系数大、氮肥施用量高及种植面积逐年增加,成为我国农业重要的N2O排放源,因此迫切需要研究茶园N2O排放机理及有效的减排措施。目前,关于不同农学措施对茶园N2O排放特征的影响研究较多,但其N2O减排效果尚无定论,该研究综合分析不同农学措施对茶园N2O排放的影响及其机制,希望为进一步开展茶园N2O减排研究提供理论和实践参考。通过综述发现:茶园排放的N2O主要源于土壤硝化和反硝化过程,其中反硝化作用引起的N2O排放更多;影响茶园N2O排放的因素主要有气象因子(温度、降雨)和土壤条件(pH、含水量、质地、温度、底物浓度);茶园有效的N2O减排措施主要为施用铵态氮肥、控释氮肥和石灰氮以及氮肥深施;施用有机肥、施用生物硝化抑制剂、添加碱性材料、添加生物质炭、间种豆科植物及施用生物肥料的N2O减排效果尚存在分歧,需开展进一步研究。 展开更多

关键词 茶园 N2O 氮肥 硝化抑制剂 碱性材料 生物质炭

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有机无机肥配施对设施菜地N_(2)O排放和NH_(3)挥发的影响 被引量：5

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作者 闫鹏 张靖 +4 位作者 沈健林 朱潇 王伟 王娟 吴金水 《农业现代化研究》 CSCD 北大核心 2023年第4期701-711,共11页

我国设施菜地化肥施用量大,造成了大量的氧化亚氮(N_(2)O)和氨(NH_(3))损失。有机肥替代部分化肥是实现种养体系养分资源循环利用、减少化肥施用及其环境损失的有效措施。本研究以长沙近郊设施菜地为研究对象,利用小区试验种植奶白菜,... 我国设施菜地化肥施用量大,造成了大量的氧化亚氮(N_(2)O)和氨(NH_(3))损失。有机肥替代部分化肥是实现种养体系养分资源循环利用、减少化肥施用及其环境损失的有效措施。本研究以长沙近郊设施菜地为研究对象,利用小区试验种植奶白菜,试验共设不施肥处理(CK)、常规施肥处理(CON)、30%牛粪有机肥氮+70%化肥氮(CM)、30%鸡粪有机肥氮+70%化肥氮(NM)4个处理。采用静态箱法和密闭室间歇抽气法测定奶白菜生长季内的氧化亚氮排放和氨挥发,分析土壤N_(2)O排放和NH_(3)挥发动态,探讨等氮条件下有机无机肥配施对设施奶白菜的N_(2)O排放、NH_(3)挥发的减排效应及其影响因素。结果表明,与常规施肥相比,CM和NM处理的N_(2)O排放量分别减少了38.5%和33.1%,NH_(3)挥发的排放量分别减少了8.5%和19.4%,N_(2)O排放和NH_(3)挥发的总增温潜势分别降低了38.4%和33.0%。两种有机肥处理中,NM处理氨挥发显著低于CM处理,降幅达到11.9%。N_(2)O排放和NH_(3)挥发日通量与土壤温度分别呈极显著和显著正相关。常规施肥和NM处理的N_(2)O排放和NH_(3)挥发日通量与土壤铵态氮呈显著正相关,仅常规施肥处理的N_(2)O排放与土壤硝态氮呈极显著正相关。与常规施肥处理相比,CM和NM处理氮肥利用率分别提高26.8%和41.5%,且产量没有显著差异。因此,30%等氮有机肥+70%化肥在降低设施菜地N_(2)O排放和NH_(3)挥发的同时,还能保障设施蔬菜稳产,对减少蔬菜生产中的氮素损失具有重要意义。 展开更多

关键词 有机无机肥配施 氧化亚氮 氨挥发 氮肥利用率 设施菜地 产量

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大气沉降向华中丘陵区稻田输入硫通量的观测 被引量：5

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作者 姜文倩 朱潇 +4 位作者 沈健林 黄钟霆 宫殿林 李勇 吴金水 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期4848-4856,共9页

选取我国华中丘陵区的湖南省长沙县一个典型水稻种植区,对2015与2016年2年雨水样中的SO42-S和大气SO2的沉降量进行监测,分析雨水中SO42-、NO3-的关系,解析大气硫沉降的主要来源.结果表明,研究区大气中SO2-S和雨水中SO42--S的年均浓度分... 选取我国华中丘陵区的湖南省长沙县一个典型水稻种植区,对2015与2016年2年雨水样中的SO42-S和大气SO2的沉降量进行监测,分析雨水中SO42-、NO3-的关系,解析大气硫沉降的主要来源.结果表明,研究区大气中SO2-S和雨水中SO42--S的年均浓度分别为8.5μg/m^3和1.1mg/L,大气硫沉降年均总量为26.8kgS/(hm^2·a),其中年均降雨混合沉降量18.2kgS/(hm^2·a),年均干沉降量为8.6kgS/(hm^2·a).研究区域硫素干、混合沉降量存在明显的季节差异,硫素混合沉降春季高于夏、秋、冬季,而硫素干沉降冬季高于春、夏、秋季.雨水中NO3-/SO42-的质量比大多小于1,表明研究区大气硫素主要来自固定污染源(燃煤).华中丘陵区稻田具有较高的硫沉降,但硫沉降量已较21世纪初出现了较大幅度下降,农业生产中需要根据农田硫素收支状况酌情补充硫肥来保证作物高产稳产. 展开更多

关键词 硫沉降 干沉降 湿沉降 稻田 二氧化硫

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施肥对我国竹笋生产与竹林土壤环境的影响 被引量：5

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作者 肖淑媛 任开格 +5 位作者 王娟 沈健林 喻舞阳 陈宗顺 安显鹏 刘学军 《农业现代化研究》 CSCD 北大核心 2022年第6期1101-1109,共9页

我国是竹笋生产大国,也是竹林施肥量最大的国家。施肥在增加竹笋产量的同时,也对竹林土壤环境产生了重要影响。本文通过整合分析近10年文献资料,阐释了施肥对竹笋产量、品质以及竹林土壤环境的影响,探讨了面向绿色可持续发展的竹林养分... 我国是竹笋生产大国,也是竹林施肥量最大的国家。施肥在增加竹笋产量的同时,也对竹林土壤环境产生了重要影响。本文通过整合分析近10年文献资料,阐释了施肥对竹笋产量、品质以及竹林土壤环境的影响,探讨了面向绿色可持续发展的竹林养分管理措施。研究表明,合理及优化施肥能显著促进竹笋生长,与不施肥处理相比,平均胸径增长率可达5.5%~33.3%,竹笋产量增产幅度为56.0%~497%。施肥能够增加竹笋的硒含量、总氨基酸态氮含量、总糖含量等,促进竹笋品质的提升。竹林不合理施肥导致土壤碳氮储量下降,加剧土壤酸化和降低土壤微生物多样性与活性,引起氮磷面源污染、重金属污染和温室气体排放增多等生态环境问题。为此,提出了通过加强竹林土壤质量监测力度与土壤培肥、优化竹林养分管理和增强农户科学施肥意识等竹林优化施肥与土壤环境改良的具体建议。 展开更多

关键词 毛竹 施肥 产量与品质 土壤质量 环境效应 养分管理

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不同水肥处理对稻麦轮作农田土壤氮磷肥力特征的影响 被引量：5

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作者 孙婉薷 沈健林 +2 位作者 李勇 王毅 王波 《湖北农业科学》 2021年第6期23-26,30,共5页

采用不同灌溉方式、氮肥类型、磷肥水平等处理对太湖流域稻麦轮作农田氮、磷肥力变化进行探究。结果表明,与泡田前相比,传统灌溉水稻收获后土壤全氮、铵态氮、硝态氮、全磷、有效磷含量分别下降3.73~12.27、18.58~43.34、7.36~24.15、1.... 采用不同灌溉方式、氮肥类型、磷肥水平等处理对太湖流域稻麦轮作农田氮、磷肥力变化进行探究。结果表明,与泡田前相比,传统灌溉水稻收获后土壤全氮、铵态氮、硝态氮、全磷、有效磷含量分别下降3.73~12.27、18.58~43.34、7.36~24.15、1.22~9.67、14.03~35.92个百分点;与传统灌溉相比,间歇灌溉处理收获后土壤铵态氮、硝态氮分别下降12.81~20.25个百分点和2.46~14.36个百分点,全磷升高1.65~3.99个百分点;在传统灌溉、间歇灌溉中,新型缓释氮肥减氮30%处理收获后土壤全氮、全磷含量均高于常规尿素分次施肥处理、不施肥处理;与相应对照处理相比,稻季无磷处理收获后土壤全磷升高0.38~5.62个百分点。因此,间歇灌溉、缓释氮肥减氮30%和稻季无磷处理能有效减少土壤氮素、磷素流失,从而减少农田氮、磷流失造成的水体污染。 展开更多

关键词 灌溉方式 施肥方式 土壤氮、磷 稻麦轮作 太湖流域

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有机无机肥配施对城郊设施甜玉米地N_(2)O排放的影响 被引量：1

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作者 李粤丰 闫鹏 +4 位作者 沈健林 李言言 王聪 王娟 吴金水 《农业现代化研究》 CSCD 北大核心 2024年第2期326-335,共10页

本文以长沙近郊设施菜地为研究对象,设置不施肥(CK)、常规施肥(CON)、30%牛粪有机肥氮+70%无机肥氮(CM)、30%鸡粪有机肥氮+70%无机肥氮(NM)4个处理,采用静态暗箱—气相色谱法监测甜玉米(Zea mays var.rugosa Bonaf.)生长季土壤氧化亚氮(... 本文以长沙近郊设施菜地为研究对象,设置不施肥(CK)、常规施肥(CON)、30%牛粪有机肥氮+70%无机肥氮(CM)、30%鸡粪有机肥氮+70%无机肥氮(NM)4个处理,采用静态暗箱—气相色谱法监测甜玉米(Zea mays var.rugosa Bonaf.)生长季土壤氧化亚氮(N_(2)O)的排放通量,同时测定土壤铵态氮、硝态氮、可溶性有机碳(DOC)含量和作物产量及吸氮量,探讨有机肥与化肥配施对甜玉米季N_(2)O排放的影响。结果表明,甜玉米季表现出较高的N_(2)O排放量,为24.6~33.6 kg/hm^(2)。与CON处理相比,CM处理单位面积N_(2)O累积排放量显著减少了26.9%,而NM处理减排不显著;CM和NM处理单位产量N_(2)O排放量分别减少了35.7%和19.0%。与CON处理相比,CM和NM处理土壤铵态氮含量分别减少60.7%和50.1%,NM处理土壤硝态氮含量显著减少了40.4%,而CM和NM处理土壤DOC含量无显著变化。随机森林模型和主成分分析结果表明,N_(2)O排放通量与土壤铵态氮、硝态氮和DOC含量呈显著正相关,表明化肥配施有机肥能通过降低土壤无机氮供给,减少N_(2)O产生。另外,较CK处理而言,CON、CM和NM处理的玉米产量分别增产了156.5%、191.8%和188.2%,且CM、NM处理较CON处理分别增加了13.8%和12.4%,CM的氮肥利用率相较于CON处理提高了15.2%。综上,30%有机肥+70%化肥能有效降低甜玉米地N_(2)O排放和增加产量,且牛粪较佳。 展开更多

关键词 有机无机肥配施 氧化亚氮 氮肥利用率 产量 设施菜地

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亚热带典型农业流域碳平衡估算研究——以金井河流域为例

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作者 姜文倩 李思琪 +7 位作者 王美慧 李勇 沈健林 刘新亮 盛良学 宫殿林 朱奇宏 吴金水 《农业现代化研究》 CSCD 北大核心 2024年第2期306-315,共10页

度量流域碳中和程度的年度温室气体净排放量,是二氧化碳(CO_(2))、甲烷、氧化亚氮等温室气体净排放量的CO_(2)当量总和,其中的CO_(2)净排放量大小由流域碳平衡计量。因此,为实现在2030年之前碳排放量达到峰值和2060年前“碳中和”的宏... 度量流域碳中和程度的年度温室气体净排放量,是二氧化碳(CO_(2))、甲烷、氧化亚氮等温室气体净排放量的CO_(2)当量总和,其中的CO_(2)净排放量大小由流域碳平衡计量。因此,为实现在2030年之前碳排放量达到峰值和2060年前“碳中和”的宏伟目标(即“双碳”目标),以流域为尺度单元全面了解其碳平衡情况至关重要。本研究基于走访调查数据、MODIS数据集以及前人研究结果,利用政府间气候变化专门委员会(IPCC)温室气体清单指南提供的参考方法,对湖南省长沙县农业小流域——金井河流域的碳平衡进行估算研究。结果显示,2011—2020年该流域的碳吸收量(以纯碳计)范围为1.289万~1.982万t/a,其中森林、茶园和农田生态系统碳吸收量分别占总吸收量的83.4%、2.6%和14.0%。流域的碳排放量范围为0.373万~1.342万t/a,主要排放贡献源是交通运输和工业生产,分别占总碳排放量的57.1%和28.8%。金井河流域碳平衡指数小于1,表明该流域为碳汇。本研究为以流域尺度的碳源汇清查提供了典型案例,并为研究区域制定“双碳”目标的实施路径提供了有益参考。 展开更多

关键词 碳平衡 碳源 碳汇 碳排放 碳吸收 金井河流域

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亚热带稻区氨浓度多时间尺度变化及其干沉降

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作者 詹慧秀 朱潇 +3 位作者 王娟 沈健林 李勇 吴金水 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期4502-4511,共10页

气象因子与人为活动显著影响大气氨浓度及其干沉降.目前,有关大气氨浓度的月尺度的时空变异特征有较多研究,而关于小时及日尺度等更精细时间尺度的大气浓度的变化特征及影响因素还不清楚.选取湖南省长沙县一个典型双季稻区,采用快速NH_... 气象因子与人为活动显著影响大气氨浓度及其干沉降.目前,有关大气氨浓度的月尺度的时空变异特征有较多研究,而关于小时及日尺度等更精细时间尺度的大气浓度的变化特征及影响因素还不清楚.选取湖南省长沙县一个典型双季稻区,采用快速NH_(3)分析仪和小型气象站对大气NH_(3)浓度与相关气象因子进行为期1a的在线连续监测,对不同时间尺度(小时、日、月)下大气氨浓度、气象影响因子与干沉降通量进行分析.主要结果如下:稻区全年ρ(NH_(3))日平均值(以N计,下同)变化范围在0.01~58.0μg·m^(-3),年平均值为5.3μg·m^(-3).从小时尺度来看,大气NH_(3)浓度24 h动态均呈现单峰型,在不同季节峰值出现的时间存在差异,冬季较其余3个季节滞后.从日尺度来看,NH_(3)浓度主要受稻区施肥影响,在施肥后1~3d出现高峰,其后逐渐下降.从月尺度来看,ρ(NH_(3))月平均值在7月达到峰值,为12.8μg·m^(-3);10月为1.6μg·m^(-3),为谷值.从小时尺度看,NH_(3)浓度受气象因子的影响因季节发生变化,主要表现为:四季中NH_(3)浓度与空气温度、太阳辐射均表现出显著正相关,在春夏两季,与风速呈显著正相关,而除冬季外其与空气相对湿度呈显著负相关.从日尺度看,NH_(3)浓度与空气温度、降雨量和太阳辐射均呈显著正相关,而与相对湿度呈显著负相关.在月尺度上,各单个气象因子与NH_(3)浓度无显著相关性.干沉降计算结果表明,以小时平均NH_(3)浓度计算得到的干沉降通量(以N计)为8.5kg·(hm^(2)·a)^(-1),比以日平均计算的年通量高11.6%,比以月平均计算的年通量高12.4%.综上所述,亚热带稻区氨气浓度存在显著日变化和季节变化,加强氨气浓度的小时尺度观测,有助于揭示氨气浓度的多时间尺度变化特征和更准确定量氨气干沉降. 展开更多

关键词 氨(NH_(3)) 时间尺度 干沉降 氨挥发 氮沉降

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