河流梯级开发对乌江中上游水体溶存N_2O释放的影响 被引量：6

1

作者 刘小龙 汪福顺 +4 位作者 白莉 李思亮 王宝利 刘丛强 王中良 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期301-310,共10页

当前河流筑坝导致水库释放温室气体N_2O的问题已经引起了世界范围内的广泛关注,梯级开发河流N_2O释放过程和机理的研究有助于准确评估河流N_2O释放水平.本研究选取了乌江中上游梯级开发河段,采集了河水、库区表层水和水库下泄水样进行... 当前河流筑坝导致水库释放温室气体N_2O的问题已经引起了世界范围内的广泛关注,梯级开发河流N_2O释放过程和机理的研究有助于准确评估河流N_2O释放水平.本研究选取了乌江中上游梯级开发河段,采集了河水、库区表层水和水库下泄水样进行了相关地球化学分析.结果显示,乌江干流的梯级开发对水化学条件、氮化物以及N_2O的释放产生了显著影响,氮化物受到显著的拦截效应,N_2O在库区附近的释放明显强于河流.N_2O饱和度平均为347%,均表现为大气N_2O的释放源,并受各水库自身库龄、营养状态和有机质等条件的影响.春夏季受水库内部氮的生物地球化学影响,具有较高的N_2O释放水平.温度、酸碱度(pH)和溶解氧(dissolved oxygen,DO)是影响N_2O释放的关键因子,对于库龄较老的乌江渡和东风湖来说,有机碳埋藏和水库营养条件显著促进着N_2O的释放,而氮负荷水平并未表现出显著促进N_2O的释放.硝化作用是河流N_2O产生的主要过程,但是下泄水较高的N_2O含量说明库区底部反硝化作用具有重要的贡献.全年河流水-气界面释放通量平均为0.33μmol·m^(-2)·h^(-1),下泄水的释放通量为0.64μmol·m^(-2)·h^(-1),水库表层水释放通量为0.43μmol·m^(-2)·h^(-1).与世界其他河流相比,乌江中上游干流N_2O的释放水平属中等水平,主要控制因素可能是氮负荷水平和水体水化学条件.然而,下泄水体具有高于河流和库区表层水的释放通量,需要引起重视. 展开更多

关键词 氧化亚氮(n_2o) 梯级开发 源汇效应 释放通量

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秸秆还田对冬小麦-夏玉米农田土壤固碳、氧化亚氮排放和全球增温潜势的影响 被引量：21

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作者 万小楠 赵珂悦 +3 位作者 吴雄伟 白鹤 杨学云 顾江新 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期569-576,共8页

旱地农田温室气体净排放(以全球增温潜势表示)主要取决于土壤固碳速率和氧化亚氮(N_(2)O)排放量.基于长期定位施肥试验,综合分析2010~2017年表层(0~20 cm)土壤有机碳含量和2014~2017年N_(2)O排放通量的观测结果,定量评价秸秆还田对关中... 旱地农田温室气体净排放(以全球增温潜势表示)主要取决于土壤固碳速率和氧化亚氮(N_(2)O)排放量.基于长期定位施肥试验,综合分析2010~2017年表层(0~20 cm)土壤有机碳含量和2014~2017年N_(2)O排放通量的观测结果,定量评价秸秆还田对关中平原冬小麦-夏玉米农田土壤固碳速率、N_(2)O年排放量和全球增温潜势的影响.田间试验设置传统施肥(CF)和传统施肥加玉米秸秆(CFS)处理及不施肥对照(CK).CF和CFS处理施入等量尿素,冬小麦季和夏玉米季施氮量分别为165 kg·hm^(-2)和188 kg·hm^(-2);CF处理在两季作物收获时均保留本小区地上约10 cm高根茬,CFS处理在冬小麦收获时保留相同根茬,而在玉米收获时保留全部秸秆(含氮量约40 kg·hm^(-2)).CK全年不施化肥,秸秆管理方式与CF处理一致.结果表明,CK土壤有机碳含量变化小、N_(2)O排放量低,其全球增温潜势变化范围为0.04~0.11 t·(hm^(2)·a)^(-1).CF和CFS处理土壤有机碳含量均随施肥年限呈线性增长(P<0.001),其固碳速率分别为0.69 t·(hm^(2)·a)^(-1)和0.97 t·(hm^(2)·a)^(-1);两处理N_(2)O排放量分别在1.65~5.36 kg·(hm^(2)·a)^(-1)和3.08~7.73 kg·(hm^(2)·a)^(-1)之间,CFS处理N_(2)O年排放量较CF处理偏高43%~94%,但仅在2015~2016年有显著性差异(P<0.05).CF和CFS处理全球增温潜势分别在-1.95~-0.28 t·(hm^(2)·a)^(-1)和-2.59~-0.35 t·(hm^(2)·a)^(-1)之间,CFS处理3 a累计全球增温潜势较CF处理偏低42%.本研究的冬小麦-夏玉米农田在传统施肥管理方式下已是温室气体的汇;尽管土壤固碳速率和N_(2)O排放量存在消长关系,但全量玉米秸秆还田仍然更有利于温室气体减排. 展开更多

关键词 土壤固碳 氧化亚氮(n_(2)o) 全球增温潜势(GWP) 秸秆还田 长期定位施肥 关中平原

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污水处理过程N_(2)O排放:过程机制与控制策略 被引量：10

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作者 郝晓地 杨振理 +1 位作者 于文波 刘然彬 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期1163-1173,共11页

污水处理生物脱氮过程中氧化亚氮(N_(2)O)作为直接碳排放源,其大气升温效应较CO_(2)高出265倍.因此,国际上对N_(2)O排放机制与控制策略的研究层出不穷.N_(2)O产生源于硝化与反硝化过程,主要涉及亚硝化(AOB)及其同步反硝化、常规异养反硝... 污水处理生物脱氮过程中氧化亚氮(N_(2)O)作为直接碳排放源,其大气升温效应较CO_(2)高出265倍.因此,国际上对N_(2)O排放机制与控制策略的研究层出不穷.N_(2)O产生源于硝化与反硝化过程,主要涉及亚硝化(AOB)及其同步反硝化、常规异养反硝化(HDN)、同步异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)和全程氨氧化(COMAMMOX)等生物途径,以及硝化过程中间产物NH_(2)OH与NOH之非生物化学途径.常规硝化与反硝化(AOB+HDN)途径在正常运行工况下N_(2)O排放量并不是很大,约只占进水TN负荷的1.3%;即使是HN-AD与COMAMMOX代谢过程,两者N_(2)O产生量也不足TN负荷的0.5%.不可忽视的是AOB亚硝化及其同步反硝化,它们已被确认为是污水处理生物脱氮过程中N_(2)O排放的首要途径;AOB过程中间产物(NH_(2)OH与NOH)非生物化学过程以及AOB反硝化生物过程(主途径)共同导致的N_(2)O排放量可高达TN负荷的13.3%,主要是因为硝化过程溶解氧(DO)受限引起NO^(-)_(2)积累所诱发的AOB反硝化过程.需要特别注意的是,污水处理过程进水碳源不足而导致的HDN反硝化进行不完全情形,这会让NO^(-)_(3)反硝化止步于N_(2)O,致N_(2)O积累,其释放量可高达TN负荷的30%.此外,污泥絮凝体内部同步硝化/反硝化(SND)现象也是N_(2)O不容忽视的产生源,其释放量可高达TN负荷的7.7%,产生根源实际上是AOB反硝化.污水处理生物脱氮过程中为防止N_(2)O产生,应着力促进HDN反硝化进行完全和避免AOB反硝化过程.为此,运行过程中应控制曝气池中DO处于正常水平(~2 mg·L^(-1)),并尽可能延长污泥龄■,以避免AOB亚硝化积累NO^(-)_(2)并诱发AOB反硝化出现;同时,应及时补充进水碳源,以促进HDN反硝化进行完全至终点——N_(2).综述总结生物脱氮过程中涉及N_(2)O产生的所有机制,并根据过程机制讨论对其运行控制的策略. 展开更多

关键词 生物脱氮 碳排放 氧化亚氮(n_(2)o) 硝化/反硝化 AoB同步亚硝化及其反硝化 同步硝化/反硝化(SnD)

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排水管道中CH_(4)、H_(2)S与N_(2)O的产生机制及其控制策略 被引量：9

4

作者 郝晓地 杨振理 +1 位作者 张益宁 于文波 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期1-12,共12页

排水管道厌氧环境会产生甲烷(CH_(4))与硫化氢(H_(2)S),而好氧及缺氧环境又会诱发氧化亚氮(N_(2)O)。污水中所含有机物(COD)、氮(N)和硫酸盐(SO_(4)^(2-))是产生这些气体的主要根源。系统综述了3种有害气体的产生机理,厘清污水中污染物... 排水管道厌氧环境会产生甲烷(CH_(4))与硫化氢(H_(2)S),而好氧及缺氧环境又会诱发氧化亚氮(N_(2)O)。污水中所含有机物(COD)、氮(N)和硫酸盐(SO_(4)^(2-))是产生这些气体的主要根源。系统综述了3种有害气体的产生机理,厘清污水中污染物、管道中微生物及管道环境对有害气体产生的影响。基于此,有针对性地提出了这几类气态污染物的控制策略。其中,对CH_(4)与H_(2)S的抑制手段集中在向管道中投加药剂以限制其产生源头,然而投加NO_(3)^(-)或NO_(2)^(-)药剂与通入氧气这两种控制手段可能会导致N_(2)O这种温室气体的大量产生。因此,应充分了解排水管道中各复杂因素之间的相互作用,以实现对有害污染气体的控制,并实现碳减排的目标。 展开更多

关键词 排水管道 甲烷(CH_(4)) 硫化氢(H_(2)S) 氧化亚氮(n_(2)o) 厌氧分解 硫酸盐还原菌(SRB)

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氮肥运筹对稻田CH_(4)和N_(2)O排放的影响 被引量：8

5

作者 郑梅群 刘娟 +3 位作者 姜培坤 吴家森 李永夫 李松昊 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期2171-2181,共11页

开展了连续2 a(2019~2020年)的田间试验,通过设置不施肥(CK)、农户习惯施肥(CF)、二次追肥(TT)和有机肥替代20%化肥(OF)这4个处理,用静态箱-气相色谱法研究施肥对稻田CH_(4)和N_(2)O排放的影响,并综合水稻产量和综合温室效应(GWP)对单... 开展了连续2 a(2019~2020年)的田间试验,通过设置不施肥(CK)、农户习惯施肥(CF)、二次追肥(TT)和有机肥替代20%化肥(OF)这4个处理,用静态箱-气相色谱法研究施肥对稻田CH_(4)和N_(2)O排放的影响,并综合水稻产量和综合温室效应(GWP)对单位水稻产量温室气体排放强度(GHGI)进行分析,探讨长江中下游典型水稻种植区增产减排的施肥方式.结果表明:1与CK相比,两年间各施肥处理均降低了CH_(4)排放,降幅为14.6%~25.1%;增加了N_(2)O排放,增幅为610%~1836%;2与CF相比,TT和OF处理均呈现增加CH_(4)排放和降低N_(2)O排放的趋势,TT和OF处理两年CH_(4)累积排放量年均值的增幅分别为1.8%(P>0.05)和14.0%(P<0.05);TT和OF处理两年N_(2)O累积排放量年均值的降幅分别为63.3%(P<0.05)和49.2%(P<0.05);3与CK相比,施肥均增加了水稻产量,降低了GHGI;与CF相比,OF和TT处理的水稻年均产量分别增加了17.0%和10.7%,GHGI分别降低了6.8%和13.7%,OF处理的增产效果优于TT处理,TT处理的减排效果优于OF处理.综合产量和温室气体减排而言,二次追肥(TT)和有机肥替代20%化肥(OF)均可在保证水稻产量的情况下,减少单位水稻产量的温室气体排放强度,实现增产减排. 展开更多

关键词 氮肥运筹 水稻田 甲烷(CH_(4)) 氧化亚氮(n_(2)o) 水稻产量

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秸秆还田配施生物炭对关中平原夏玉米产量和土壤N_(2)O排放的影响 被引量：7

6

作者 白金泽 刘镇远 +7 位作者 宋佳杰 李娜 于琦 郝嘉琪 许宏伟 程博豪 王兴 冯永忠 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期4379-4386,共8页

为探明秸秆还田配施生物炭对夏玉米产量和土壤氧化亚氮(N_(2)O)排放的影响,基于2019~2020年关中平原田间定位试验,利用静态暗箱-气相色谱法监测了土壤N_(2)O排放通量,综合分析夏玉米产量、土壤N_(2)O排放和土壤活性氮组分,明确了秸秆还... 为探明秸秆还田配施生物炭对夏玉米产量和土壤氧化亚氮(N_(2)O)排放的影响,基于2019~2020年关中平原田间定位试验,利用静态暗箱-气相色谱法监测了土壤N_(2)O排放通量,综合分析夏玉米产量、土壤N_(2)O排放和土壤活性氮组分,明确了秸秆还田配施生物炭在培肥土壤、增产减排方面的效应.以秸秆不还田(S_(0))为对照,设置秸秆还田(S)和秸秆还田配施生物炭(SB)共3个处理.结果表明,各处理N_(2)O排放峰值出现在秸秆还田后10 d,秸秆还田30 d后土壤N_(2)O排放通量处于较低水平,土壤N_(2)O排放通量与铵态氮(NH~+_(4)-N)、无机氮、微生物量氮(MBN)和可溶性有机氮(DON)含量呈显著的正相关关系(P<0.05).S较S_(0)显著增加夏玉米产量、N_(2)O累积排放量、单位产量N_(2)O累积排放量和土壤总氮(TN)含量,分别为7.4%~13%、65.8%~132.2%、54.6%~103%和27.8%~33%.虽然SB较S提高夏玉米产量(2.5%~3.3%)的趋势不显著(P>0.05),但是SB较S显著降低N_(2)O累积排放量和单位产量N_(2)O累积排放量,分别为24.0%~27.3%和26.4%~29.2%.在土壤N_(2)O排放通量达到峰值时,SB较S显著降低土壤N_(2)O排放通量45.1%~69.6%,生物炭能够缓解秸秆还田所诱发的土壤N_(2)O排放,具有削峰的作用.SB较S显著增加土壤总氮9.1%~12.2%.综合作物产量、N_(2)O排放和土壤总氮,对夏玉米生产而言,秸秆还田配施生物炭不仅培肥地力,提高夏玉米产量,而且减少单位产量N_(2)O累积排放量,是可供推广的兼顾作物产量和环境友好的适宜管理措施. 展开更多

关键词 夏玉米 秸秆还田 生物炭 氧化亚氮(n_(2)o) 产量

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不同盐度滨海盐渍土壤N_(2)O排放特征 被引量：1

7

作者 王宇歆 钱思妍 +3 位作者 杨蔚桐 田欣 李舒清 邹建文 《南京农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期253-263,共11页

[目的]滨海盐渍土壤作为耕地的后备资源,具有强大的生产潜力,科学改良应用盐渍土壤的同时综合考量温室气体的排放,有利于实现经济-环境的双赢。探究不同盐度滨海盐渍土N_(2)O排放规律特征,可为后续盐渍土壤盐度管控和温室效应的应对提... [目的]滨海盐渍土壤作为耕地的后备资源,具有强大的生产潜力,科学改良应用盐渍土壤的同时综合考量温室气体的排放,有利于实现经济-环境的双赢。探究不同盐度滨海盐渍土N_(2)O排放规律特征,可为后续盐渍土壤盐度管控和温室效应的应对提供科学依据。[方法]采集自然形成的不同盐度梯度的滨海盐渍土壤进行室内培养试验,土壤盐度分别为0.96、2.57、4.04和15.23 mS·cm^(-1),并依次命名为Y1、Y2、Y3、Y4,采用气相色谱动态监测土壤N_(2)O的排放特征。[结果]不同盐分浓度影响下盐渍土壤N_(2)O累积排放量存在显著差异,当土壤盐度为0.96~4.04 mS·cm^(-1)时,随着盐度上升,土壤N_(2)O排放量下降;当盐度达到15.23 mS·cm^(-1)时,N_(2)O再次被刺激产生,排放量(2598.94μg·kg^(-1))仅次于轻度盐渍土(5384.17μg·kg^(-1))。盐度的增加给土壤微生物生存带来压力,氨氧化细菌AOB相较于古菌AOA更易受到盐分的影响,在轻、重度盐渍化土壤(Y1、Y2、Y3)中AOA仍能保持较高丰度;而在高盐分土壤(Y4)中,AOA和AOB的相对丰度受到抑制,阻碍了硝化作用的进行。盐度梯度影响下N_(2)O累积排放量还与反硝化潜势(PDR)呈显著正相关。当盐度持续增加,土壤类型划分为盐土(Y4)时,nosZ基因丰度显著降低,N_(2)O还原作用减弱,使得Y4盐渍土中的氮素最终以N_(2)O的形式排放。[结论]盐度梯度影响滨海盐渍土壤硝化和反硝化进程,二者共同促进了土壤氮素的转化,造成N_(2)O排放的差异。当EC_(2.5∶1)为0.96~4.04 mS·cm^(-1)时,盐度的提高限制硝化、反硝化作用的速率,表现出N_(2)O的减排;当盐分分类达到盐土标准时,由硝化作用产生的N_(2)O减少,由反硝化作用(异养反硝化和硝化细菌反硝化)产生的N_(2)O成为盐土土壤的主要温室气体排放来源。 展开更多

关键词 滨海盐渍土 盐度 氧化亚氮(n_(2)o) 功能基因

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秸秆还田和添加生物炭对热带地区稻菜轮作体系中淹水后土壤温室气体排放的影响 被引量：1

8

作者 胡天怡 车佳玥 +7 位作者 胡煜杰 陈绮琦 张冬明 雷菲 曾建华 汤水荣 伍延正 孟磊 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1692-1701,共10页

热区稻菜轮作系统瓜菜季施肥后大量硝态氮积累,导致后续的水稻季淹水后硝态氮的淋失以及大量N_(2)O排放,使氮素损失以及温室效应加剧.如何提高硝态氮利用率,减少N_(2)O排放成为了亟待解决的问题.试验共设置6个处理:添加200 mg·kg^(... 热区稻菜轮作系统瓜菜季施肥后大量硝态氮积累,导致后续的水稻季淹水后硝态氮的淋失以及大量N_(2)O排放,使氮素损失以及温室效应加剧.如何提高硝态氮利用率,减少N_(2)O排放成为了亟待解决的问题.试验共设置6个处理:添加200 mg·kg^(-1)(以N计,下同)KNO_(3)(CK);添加200 mg·kg^(-1)KNO_(3)+2%生物炭(B);添加200 mg·kg^(-1)KNO_(3)和1%花生秸秆(P);添加200 mg·kg^(-1)KNO_(3)+2%生物炭+1%花生秸秆(P+B);添加200 mg·kg^(-1)KNO_(3)+1%水稻秸秆(R);添加200 mg·kg^(-1)KNO_(3)+2%生物炭+1%水稻秸秆(R+B),进行114 d的25℃恒温淹水培养,来探究有机物料添加对土壤淹水后温室气体排放和氮素利用的影响.结果表明,与CK相比,添加秸秆或秸秆和生物炭配施显著增加了土壤pH(P<0.05);B和P处理分别显著增加了41.6%和28.5%的N_(2)O累计排放(P<0.05),P+B、R和R+B处理分别显著降低了14.1%、24.7%和36.7%的N_(2)O累计排放(P<0.05);添加秸秆增加了净温室气体增温潜势(NGWP),增施椰壳生物炭能够显著减缓秸秆对NGWP的影响(P<0.05),秸秆和生物炭配合施用降低了NGWP,其中P+B显著降低NGWP(P<0.05),R+B不显著;添加秸秆或生物炭显著增加了土壤微生物量碳(MBC)(P<0.05),P+B最高,为502.26mg·kg^(-1);秸秆和生物炭配施增加了土壤微生物量氮(MBN),P+B最高.N_(2)O排放通量与pH呈极显著负相关(P<0.01),与NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N呈极显著正相关(P<0.01);N_(2)O累计排放量与MBN呈极显著负相关(P<0.01);NO_(3)^(-)-N与MBN呈显著负相关(P<0.05),说明硝态氮的减少可能被微生物固持,微生物对硝态氮固持的增加也减少了N_(2)O排放.综上所述,花生秸秆和椰壳生物炭配合施用能够显著抑制N_(2)O排放,增加土壤MBC和MBN,是一种海南瓜菜季后充分利用氮肥,减少氮素损失,减缓N_(2)O排放的一种合理措施. 展开更多

关键词 生物炭 秸秆 氧化亚氮(n_(2)o) 土壤微生物量碳氮 硝态氮

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生物炭施用两年后对热带地区稻菜轮作土壤N_(2)O和CH_(4)排放的影响

9

作者 胡煜杰 唐瑞杰 +4 位作者 胡天怡 陈绮琦 汤水荣 伍延正 孟磊 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期929-939,共11页

通过探究生物炭施用两年后对海南典型稻菜轮作模式土壤氧化亚氮(N_(2)O)和甲烷(CH_(4))排放的影响,旨在明确生物炭在该模式下对温室气体排放的长期效应,可为我国热带地区稻菜轮作系统N2O和CH_(4)减排提供理论依据.田间试验共设置4个处理... 通过探究生物炭施用两年后对海南典型稻菜轮作模式土壤氧化亚氮(N_(2)O)和甲烷(CH_(4))排放的影响,旨在明确生物炭在该模式下对温室气体排放的长期效应,可为我国热带地区稻菜轮作系统N2O和CH_(4)减排提供理论依据.田间试验共设置4个处理,分别为:不施氮肥对照(CK)、施氮磷钾肥(CON)、施氮磷钾肥配施20 t·hm^(-2)生物炭(B1)和施氮磷钾肥配施40 t·hm^(-2)生物炭(B2)处理.结果表明:(1)相较于CON常规施氮处理,B1和B2添加生物炭处理显著减少了早稻季32%和54%的N_(2)O排放,但在晚稻季B1和B2处理显著增加了31%和81%的N_(2)O排放,辣椒季N_(2)O的累积排放量则显著高于早稻和晚稻季,且B1处理显著减少了35%的N_(2)O的排放,B2处理相较于CON处理无显著性差异;(2)B1和B2比CON处理显著减少了早稻季63%和65%的CH_(4)排放,在晚稻季B2处理显著增加了41%的CH_(4)排放,B1处理相较于CON处理无显著性差异,辣椒季各处理CH_(4)的累积排放量无显著性差异;(3)晚稻季贡献了稻菜轮作系统主要的总增温潜势(GWP),CH_(4)的排放量决定了GWP和温室气体排放强度(GHGI)的大小.生物炭施用两年后,B1降低了整个稻菜轮作系统的GHGI,B2增加了GHGI,并达到显著水平,但B1和B2处理在早稻季和辣椒季显著降低了GHGI,仅B2处理在晚稻季增加了GHGI;(4)B1和B2相较于CON处理显著增加了早稻产量33%和51%,且B1和B2处理显著增加辣椒季产量53%和81%,晚稻季除不施氮肥CK处理外,其它处理产量无显著性差异.研究结果表明,热带地区稻菜轮作系统温室气体排放的大小主要取决于晚稻季的CH_(4)排放,而生物炭施用两年后仅低量生物炭配施氮肥有显著的减排作用,但高低量生物炭配施氮肥对早稻和辣椒季作物增产具有持续性. 展开更多

关键词 热带地区 生物炭 稻菜轮作 氧化亚氮(n_(2)o) 甲烷(CH_(4)) 全球增温潜势(GWP)

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城市河流CH_(4)和N_(2)O产生及排放研究进展

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作者 李轩 苑心 +2 位作者 门聪 杨静怡 左剑恶 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期4932-4945,共14页

甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)是备受关注的温室气体.近年来,城市河流已经成为不可忽视的CH_(4)和N_(2)O排放源,亟需予以关注.探究城市河流CH_(4)和N_(2)O产生及排放的时空特征、机制和影响因素对城市碳减排具有重要意义.通过梳理近2... 甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)是备受关注的温室气体.近年来,城市河流已经成为不可忽视的CH_(4)和N_(2)O排放源,亟需予以关注.探究城市河流CH_(4)和N_(2)O产生及排放的时空特征、机制和影响因素对城市碳减排具有重要意义.通过梳理近20年国内外文献关于城市河流CH_(4)和N_(2)O溶存浓度与排放通量实测数据,总结了当前城市河流CH_(4)和N_(2)O排放的时空特征;估算得到2018年北京市城市河流的CH_(4)和N_(2)O排放量(以CO_(2)-eq计)分别为234.63 Gg和59.53 Gg,估算得到2018年上海市城市河流的CH_(4)和N_(2)O排放量(以CO_(2)-eq计)分别为159.86 Gg和260.24 Gg,表明城市河流是不容忽视的CH_(4)和N_(2)O排放源;整理了城市河流中CH_(4)和N_(2)O的产生/消耗过程与输入/输出过程;从河流内部理化性质、河流外部水文及植被条件、城市化进程的角度,分析了城市河流CH_(4)和N_(2)O产生与排放过程的主要影响因素;最后提出了城市河流CH_(4)和N_(2)O排放核算与减排的未来研究重点,为今后城市河流的温室气体减排提供理论支持. 展开更多

关键词 城市河流 碳排放 甲烷(CH_(4)) 氧化亚氮(n_(2)o) 时空特征 产排机制 影响因素

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澜沧江(云南段)水-气界面氧化亚氮释放通量时空分布特征及其影响因素研究

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作者 袁茜 傅开道 +2 位作者 陶雨晨 张年 杨丽莎 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期54-61,共8页

温室气体浓度上升导致全球气候变暖已成为国际社会关注的焦点。氧化亚氮(N_(2)O)作为痕量温室气体,在全球气候变暖过程中扮演着重要的角色。河流和水库被认为是N_(2)O释放的活跃区域,然而目前研究多集中在对单一河流或水库的监测,对大... 温室气体浓度上升导致全球气候变暖已成为国际社会关注的焦点。氧化亚氮(N_(2)O)作为痕量温室气体,在全球气候变暖过程中扮演着重要的角色。河流和水库被认为是N_(2)O释放的活跃区域,然而目前研究多集中在对单一河流或水库的监测,对大范围河库系统的N_(2)O研究仍相对欠缺。选取澜沧江(云南段)流域作为考察对象,在2022年4月、8月采用悬浮箱采集24个点位的水-气界面的气体样品,并于实验室通过气象色谱仪检测气样氧化亚氮浓度,探究该流域干支流N_(2)O释放通量的时空分布特征;同时,测定了水体水环境参数,解析其时空差异的环境影响因素。结果表明,1)在时间尺度上,澜沧江(云南段)旱季N_(2)O通量均值低于雨季。旱季N_(2)O通量均值为0.10 mg·m^(-2)·d^(-1),雨季为0.18 mg·m^(-2)·d^(-1),其中旱季干流均值为0.11 mg·m^(-2)·d^(-1),支流为0.05 mg·m^(-2)·d^(-1);雨季干流均值为0.18 mg·m^(-2)·d^(-1),支流为0.15 mg·m^(-2)·d^(-1)。2)在空间尺度上,N_(2)O通量沿程整体呈现释放量递增的趋势。干流N_(2)O通量均值为0.15 mg·m^(-2)·d^(-1),支流为0.10 mg·m^(-2)·d^(-1),干流N_(2)O通量高于支流。水库坝上N_(2)O通量均值为0.02 mg·m^(-2)·d^(-1),坝下为0.31 mg·m^(-2)·d^(-1),水库坝下N_(2)O通量值是坝上的15.5倍,水库发电下泄高速水流加速了水-气界面N_(2)O释放。3)澜沧江水-气界面N_(2)O通量与水温(WT)(r=0.341,P=0.009)、氨氮(NH4^(+))(r=0.384,P=0.004)和流速(r=0.283,P=0.026)呈显著正相关关系,与溶解氧(DO)(r=-0.420,P=0.001)呈显著负相关关系,表明在高WT、低DO、高NH4^(+)和高流速条件下有利于N_(2)O产生与释放。研究结果揭示澜沧江(云南段)河库系统氧化亚氮释放通量时空分布特征以及影响因素,为流域温室气体排放评估提供数据支持和科学依据。 展开更多

关键词 澜沧江 氧化亚氮(n_(2)o) 释放通量 时空分布 影响因素 水-气界面

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长期生物炭添加对稻田土壤细菌和真菌反硝化N_(2)O排放的影响

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作者 王梦洁 蒋文婷 +6 位作者 徐有祥 刘玉学 吕豪豪 汪玉瑛 杨生茂 何莉莉 蔡延江 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期4923-4931,共9页

由细菌和真菌驱动的反硝化作用是稻田土壤氧化亚氮(N_(2)O)排放的主要来源,一般认为生物炭通过影响细菌反硝化过程来减少N_(2)O排放,而对真菌反硝化的相关影响机制尚不清楚.以中国科学院常熟农业生态实验基地长期秸秆炭化还田试验田为对... 由细菌和真菌驱动的反硝化作用是稻田土壤氧化亚氮(N_(2)O)排放的主要来源,一般认为生物炭通过影响细菌反硝化过程来减少N_(2)O排放,而对真菌反硝化的相关影响机制尚不清楚.以中国科学院常熟农业生态实验基地长期秸秆炭化还田试验田为对象,通过室内厌氧培养和分子生物学技术研究了长期不同生物炭施加量下(空白、2.25 t·hm^(-2)和22.5 t·hm^(-2),分别用BC0、BC1和BC10表示)稻田土壤细菌和真菌反硝化产生N_(2)O的相对贡献及相关微生物的作用机制.结果表明,与BC0相比,生物炭处理显著降低了N_(2)O排放速率、反硝化势以及N_(2)O累积排放量,且3个处理中细菌反硝化贡献均大于真菌反硝化;其中,BC10的细菌反硝化相对贡献率(62.9%)相较于BC0(50.8%)显著增加,BC10的真菌反硝化相对贡献率(37.1%)显著低于BC0(49.2%).生物炭施加显著增加了细菌反硝化功能基因(nirK、nirS和nosZ)的丰度,减低了fungal nirK基因的丰度.相关分析结果表明真菌反硝化贡献率与N_(2)O排放速率显著正相关,与土壤pH、TN、SOM和DOC显著负相关.生物炭可能通过提高pH和碳氮含量等来抑制反硝化真菌的生长,降低相关功能基因丰度,从而减弱了真菌反硝化过程NO还原为N_(2)O的能力,使真菌反硝化过程产生N_(2)O的贡献率显著下降,从而减少了稻田土壤反硝化N_(2)O排放.本研究有助于拓宽对稻田土壤反硝化过程的认知,并为生物炭施用调控真菌反硝化N_(2)O排放提供理论基础. 展开更多

关键词 生物炭 水稻土 氧化亚氮(n_(2)o) 真菌反硝化 反硝化

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微塑料对土壤N_(2)O排放及氮素转化的影响研究进展

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作者 刘一戈 杨安琪 +3 位作者 陈舒欣 牛英奕 卢瑛 李博 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期3059-3068,共10页

微塑料(MPs)在土壤环境中的作用和影响逐渐受到关注,但其对土壤氮素循环及其影响机制并不明确.氧化亚氮(N2O)是农田土壤氮素循环中重要的温室气体之一,其主要来源于微生物参与的氮转化过程.微塑料对土壤氮转化过程及相关功能酶和基因都... 微塑料(MPs)在土壤环境中的作用和影响逐渐受到关注,但其对土壤氮素循环及其影响机制并不明确.氧化亚氮(N2O)是农田土壤氮素循环中重要的温室气体之一,其主要来源于微生物参与的氮转化过程.微塑料对土壤氮转化过程及相关功能酶和基因都能够产生影响,其在土壤中不断富集可能造成土壤N_(2)O排放规律的改变.由于微塑料自身的复杂性以及不同试验在时空上的变异,导致微塑料对土壤氮素转化和N_(2)O排放产生不同了影响,增大了对土壤N_(2)O排放和土壤氮素转化的评估难度.目前,微塑料在土壤N_(2)O排放、氮素含量、相关功能酶活性和功能基因丰度的研究上未得出统一的结论,缺少在更广的尺度(如盆栽尺度)、更多元的角度(如反硝化过程、DNRA过程等)和更先进的手段上(如同位素技术)探究其影响机制的研究.因此,通过归纳微塑料对土壤氮循环影响的不同观点,能更全面地认识微塑料对土壤氮循环存在的影响,可为气候变化条件下土壤微塑料富集对土壤氮素循环过程以及N_(2)O排放规律的影响提供一定的理论基础. 展开更多

关键词 微塑料(MPs) 氧化亚氮(n_(2)o) 氮素转化速率 功能基因 酶活性

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有机肥部分替代化肥对桃园N_(2)O和NO排放的影响

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作者 徐品上 郭姝敏 +2 位作者 郑皓晨 王金阳 邹建文 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期3725-3733,共9页

有机肥替代作为一种减肥增效和多元化肥替代技术在农业生产中被大力推广.然而,目前尚缺乏对于有机肥在果园N_(2)O和NO排放方面的影响综合评估.采用静态暗箱-气相色谱法,周年观测桃园种植过程中N_(2)O和NO的排放,比较了单施化肥和有机肥... 有机肥替代作为一种减肥增效和多元化肥替代技术在农业生产中被大力推广.然而,目前尚缺乏对于有机肥在果园N_(2)O和NO排放方面的影响综合评估.采用静态暗箱-气相色谱法,周年观测桃园种植过程中N_(2)O和NO的排放,比较了单施化肥和有机肥部分替代化肥处理对桃园氮氧化物排放的影响.结果表明,有机肥部分替代化肥分别降低桃园N_(2)O和NO排放总量15.0%和9.4%,同时N_(2)O和NO排放系数降低21.3%和21.1%.有机肥处理土壤的矿质氮含量低于单施化肥处理.有机肥处理提高了硝化作用中AOA的贡献,降低AOB的贡献,从而减少了硝化作用产生的N_(2)O.此外,双同位素混合模型[δ^(18)O(N_(2)O/H_(2)O) vs.δ^(15)NSP]结果表明,硝化细菌反硝化/细菌反硝化(b D/n D)是桃园土壤N_(2)O排放的主要途径.施用有机肥增强了土壤反硝化作用,导致更多的N_(2)O和NO被还原.因此,有机肥部分替代可以缓解果园氮氧化物排放,是实现农业绿色低碳的可行措施. 展开更多

关键词 果园 有机肥 氧化亚氮(n_(2)o) 一氧化氮(no) 硝化作用 反硝化作用

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基于激光外差探测的大气N_(2)O吸收光谱测量与廓线反演 被引量：6

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作者 薛正跃 李竣 +3 位作者 刘笑海 王晶晶 高晓明 谈图 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第21期290-298,共9页

激光外差光谱探测由于其光谱分辨率高、体积小、重量轻等优点近年来得到了快速的发展,可用于大气温室气体垂直廓线测量和碳卫星地面定标等.本文报道了利用3.939μm带间级联激光器作为本振光源的测量大气N_(2)O的激光外差系统,自制高精... 激光外差光谱探测由于其光谱分辨率高、体积小、重量轻等优点近年来得到了快速的发展,可用于大气温室气体垂直廓线测量和碳卫星地面定标等.本文报道了利用3.939μm带间级联激光器作为本振光源的测量大气N_(2)O的激光外差系统,自制高精度太阳跟踪仪收集太阳光作为激光外差的信号光源,其跟踪精度达到7 arcsec,激光外差系统的光谱分辨率达到0.004 cm^(–1),测量了合肥地区(31.902°N,117.167°E)大气N_(2)O吸收光谱,得到2838.336和2539.344 cm^(–1)两个强吸收峰,并对吸收信号进行波长标定,得到了N_(2)O分子的整层大气透过率谱,信噪比为93.将高分辨率光谱数据进行归一化处理和频率校正,利用参考正向模型和最优估计算法得到N_(2)O大气整层浓度廓线,标准偏差体积分数为0.000031×10^(–6)—0.0026×10^(–6),对应相对误差范围为0.009%—0.83%.研究结果表明,所搭建的激光外差系统能够实现对大气中N_(2)O的吸收光谱测量以及对N2O的廓线反演,为长期观测大气N_(2)O浓度提供保证. 展开更多

关键词 激光外差 透过率光谱 氧化亚氮(n_(2)o) 反演计算

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基于文献统计和模型拟合的污水处理厂N2O排放因子

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作者 阿里亚·阿不力米提 王鹏宇 王秀蘅 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期4063-4073,共11页

污水处理过程中氧化亚氮(N_(2)O)的排放不容忽略.基于126个实证的文献统计数据分析发现,污水处理厂(WWTPs)的地域因素对N_(2)O排放因子有显著影响.然而,全球各地区WWTPs的N_(2)O排放因子普遍低于联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)... 污水处理过程中氧化亚氮(N_(2)O)的排放不容忽略.基于126个实证的文献统计数据分析发现,污水处理厂(WWTPs)的地域因素对N_(2)O排放因子有显著影响.然而,全球各地区WWTPs的N_(2)O排放因子普遍低于联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)推荐值.在中国,WWTPs的N_(2)O排放因子(以N_(2)O-N/N_(influent)计)约为0.000 35~0.065 20 kg·kg^(-1).同时,不同污水处理工艺的N_(2)O排放因子也存在显著差异,尤其序批式活性污泥(SBR)工艺具有较高排放.采用统一的缺省排放因子进行核算容易高估N_(2)O排放量,建议各国进行实际监测或模型研究,以制定适合本土情况的分类排放因子.此外,在126个实证数据中,基于总氮(TN)去除量的N_(2)O排放因子与TN去除率呈弱负相关,更符合生物处理化学计量学,可以提供准确的N_(2)O核算方法.为此,建立数字孪生模型对案例厌氧-缺氧-好氧(AAO)WWTP进行动态模拟,全面量化N_(2)O的动态排放行为,证明N_(2)O排放具有明显的季节性和日变化性,且仅相当于IPCC推荐排放因子计算值的11%.比较散点线性拟合和分类平均值指数拟合方法,发现后者能更准确地反映N_(2)O排放因子与TN去除率之间的负相关,进一步建立了基于TN去除量的N_(2)O平均排放因子与TN去除率的指数回归方程以预测N_(2)O的排放.本研究提供的动态模拟和分类指数拟合方法对同类WWTPs精确核算N_(2)O具有重要参考价值,可为理解和应对N_(2)O排放问题提供帮助. 展开更多

关键词 氧化亚氮(n_(2)o) 排放因子 动态模拟 污水处理厂(WWTPs) 总氮去除

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冻融循环期间土壤氧化亚氮排放影响因素 被引量：6

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作者 高德才 白娥 《植物生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1006-1023,共18页

全球气候变化可能会提高冻融循环时间、强度以及频率,从而可能显著影响土壤氧化亚氮(N_(2)O)排放。N_(2)O是一种重要的温室气体,但目前对冻融循环期间土壤N_(2)O排放规律以及影响因素的了解还有限。为此,该研究采用整合分析方法,从已发... 全球气候变化可能会提高冻融循环时间、强度以及频率,从而可能显著影响土壤氧化亚氮(N_(2)O)排放。N_(2)O是一种重要的温室气体,但目前对冻融循环期间土壤N_(2)O排放规律以及影响因素的了解还有限。为此,该研究采用整合分析方法,从已发表文献中收集了30篇关于冻融循环对土壤N_(2)O通量和累积排放量影响的文献,探究冻融循环在不同生态系统对N_(2)O排放的影响,从试验设置、土壤基本理化性质以及冻融循环格局等角度全面综合地探究其排放影响因素。该研究得出,冻融循环能显著增加N_(2)O通量、N_(2)O累积排放量和硝化作用速率,全球平均增幅分别为72.34%、143.25%和124.63%;冻融循环也可增加反硝化作用速率,全球平均增幅为162.56%;与之相反,冻融循环显著减少微生物生物量氮含量,全球平均减幅为6.39%。不同生态系统土壤水热条件和基本理化性质差异可显著影响冻融循环对N_(2)O排放的影响。当年平均气温超过5℃时,冻融循环作用可显著提高N_(2)O通量104.13%,显著高于年平均气温为0–5℃(25.56%)和小于0℃(55.29%)时;土壤湿度大于70%时,N_(2)O通量增加109.17%,显著高于土壤湿度为50%–70%(65.67%)和小于50%(20.37%)时的通量。土壤黏粒和养分含量越高的土壤区域,冻融循环对N_(2)O排放的提高幅度越大。在有植物存在时,冻融循环可显著提高土壤N_(2)O通量达91.21%,高于无植物存在时的54.43%。土壤过筛和在冻融循环期间采集土壤都会增加冻融循环对N_(2)O排放的影响。另外,融化时间长,冻结强度大和冻融循环频率高均可显著提高土壤N_(2)O累积排放量对冻融循环的响应。当冻结温度低于–10℃时,冻融循环对土壤N_(2)O排放通量的增幅可达100.73%,显著高于在冻结温度为–10––5℃(47.74%)和高于–5℃(70.25%)时。主要原因是冻结强度高可促进土壤微生物和土壤结构释放更多的养分,从而提� 展开更多

关键词 冻融 氧化亚氮(n_(2)o) 微生物生物量 全球气候变化 反硝化作用

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硫自养反硝化技术优劣辨析

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作者 郝晓地 魏洪禹 +1 位作者 于文波 朱洋墨 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1-10,共10页

硫自养反硝化因无需外加碳源、运行过程无CO_(2)直接碳排放,且硫或硫化物价格低廉而开始进入大众眼帘.硫自养反硝化概念始于20世纪70年代,但国际上对其研究与应用一直默默无闻,反而是近年来在我国方兴未艾,这一反差现象耐人寻味.通过对... 硫自养反硝化因无需外加碳源、运行过程无CO_(2)直接碳排放,且硫或硫化物价格低廉而开始进入大众眼帘.硫自养反硝化概念始于20世纪70年代,但国际上对其研究与应用一直默默无闻,反而是近年来在我国方兴未艾,这一反差现象耐人寻味.通过对硫循环及硫资源概括总结发现,全球硫储量虽多,但硫资源开采主要来源于石油、天然气冶炼过程中对硫的回收,获得并不具有持久性.对硫自养反硝化过程原理、存在问题、直接碳排放等分析显示,自养反硝化速率较异养反硝化低61.5%~75.6%,反应过程会产生大量SO_(4)^(2-).此外,还存在硫填料滤床穿透逐渐降低处理负荷等问题.碳排放分析揭示,低pH(<6.5)会抑制反应进程,可能导致反硝化止步于氧化亚氮(N_(2)O)而产生相当释放量.相反,除外加碳源导致CO_(2)直接排放问题外,异养反硝化在同步脱氮除磷方面优势明显.况且,碳源缺乏问题存在多种解决方案,完全可以通过不外加碳源或选择废弃生源性碳源来解决碳排放问题.因此,在选择正确脱氮除磷技术路径时需要在深入了解反应机理的基础上,全面分析技术的优劣性,同时,横向、纵向观察国际相同领域对概念的发展以及相应的研发动态. 展开更多

关键词 硫自养反硝化 生物脱氮 反应速率 硫酸盐 氧化亚氮(n_(2)o) 异养反硝化

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接种氧化亚氮(N_(2)O)还原细菌YSQ030对复垦土壤N_(2)O排放和氮循环关键功能基因的影响

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作者 朱津宏 熊若男 +5 位作者 杨思琪 高南 吴永红 张振超 吴国平 申卫收 《南京信息工程大学学报》 CAS 北大核心 2024年第3期416-427,共12页

复垦土地是重要的后备土地资源,但通常土壤结构差、有机质和养分含量低;增施有机肥是快速提升地力的关键途径,但会造成温室气体如氧化亚氮(N_(2)O)的大量排放.接种具有N_(2)O还原功能的植物根际促生菌(PGPR)不仅能够减少温室气体排放,... 复垦土地是重要的后备土地资源,但通常土壤结构差、有机质和养分含量低;增施有机肥是快速提升地力的关键途径,但会造成温室气体如氧化亚氮(N_(2)O)的大量排放.接种具有N_(2)O还原功能的植物根际促生菌(PGPR)不仅能够减少温室气体排放,还能促进作物生长.本研究以一株具有N_(2)O还原功能的PGPR反硝化无色杆菌(Achromobacter denitrificans)YSQ030为供试菌株,明确接种YSQ030对施用有机肥的复垦土壤N_(2)O排放和氮循环关键功能基因的影响.通过设置施用有机无机复混肥和羊粪有机肥的土壤微宇宙试验,利用气相色谱仪分析接种YSQ030后土壤N_(2)O排放通量,进一步计算累积排放量;在试验结束后分析土壤pH、EC(电导率)、硝态氮和铵态氮含量,并利用实时荧光定量PRC分析土壤硝化功能基因(AOA amoA和AOB amoA)和反硝化功能基因(nirS、nirK、nosZⅠ和nosZⅡ)的丰度.结果显示,施用有机无机复混肥和羊粪有机肥的土壤中接种YSQ030明显减少复垦土壤N_(2)O排放,N_(2)O排放量最大减少分别达90.4%和30.6%.施用有机无机复混肥处理的N_(2)O排放量远高于施用羊粪有机肥处理,这可能是由于施用有机无机复混肥的土壤与施用羊粪有机肥的土壤相比,土壤中编码反硝化细菌N_(2)O还原酶基因nosZⅠ和非典型反硝化细菌N_(2)O还原酶基因nosZⅡ基因丰度较低.施用有机无机复混肥均显著降低土壤硝化和反硝化功能基因丰度,而施用羊粪有机肥对土壤硝化和反硝化功能基因丰度大多没有明显影响.本研究表明,接种YSQ030能够减少施用有机肥土壤的N_(2)O排放,将为复垦土壤地力提升和N_(2)O减排提供科学依据,也将为研发新型微生物肥料或生物有机肥提供核心菌种资源. 展开更多

关键词 微生物肥料 有机肥 氧化亚氮(n_(2)o) 植物根际促生菌 温室气体减排

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不同生境下氮沉降对土壤N_(2)O通量影响的整合分析 被引量：1

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作者 孔东彦 杨灵芳 +1 位作者 刁静文 郭鹏 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2171-2177,共7页

基于在我国开展的66个野外氮沉降模拟试验的290组数据,采用整合分析方法,探究实验样地特征(气候因子、土壤性质)和施氮因素对施氮后土壤N_(2)O通量变化的影响。结果表明:样地的年均降水量、年均温、自然氮沉降量和土壤C/N与施氮后N_(2)... 基于在我国开展的66个野外氮沉降模拟试验的290组数据,采用整合分析方法,探究实验样地特征(气候因子、土壤性质)和施氮因素对施氮后土壤N_(2)O通量变化的影响。结果表明:样地的年均降水量、年均温、自然氮沉降量和土壤C/N与施氮后N_(2)O通量增幅呈显著正相关,土壤pH与施氮后N_(2)O通量增幅呈显著负相关。湿地生态系统土壤对施氮最敏感,森林生态系统次之,草原生态系统最小。所有的样地因子中,土壤pH和C/N对施氮后N_(2)O通量变化幅度的影响最大。施加硝态氮后土壤N_(2)O通量增幅最大,施加尿素与铵态氮后N_(2)O通量增幅相当,而施加硝酸铵后N_(2)O通量增幅最小。综上,在准确评估和预测土壤N_(2)O通量对氮沉降的响应时,应综合考虑样地特征及氮源种类的影响。 展开更多

关键词 整合分析 氮沉降 氧化亚氮(n_(2)o)通量 环境因子 土壤C/n 生态系统类型

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