一、影响土壤N_2O排放和CH_4吸收的主控因素的研究(英文)(论文文献综述)
景航[1](2021)在《氮添加影响油松林根际和非根际土壤温室气体释放的机制》文中指出氮(N)沉降已经成为全球面临的环境问题之一。已有研究发现,N沉降会显着改变生态系统物质循环过程,尤其是土壤温室气体释放速率,从而对全球气温产生影响。但是,关于N沉降如何通过改变土壤性质和植物根系分泌物特征影响土壤微生物数量和结构,进而影响根际和非根际土壤温室气体释放的过程和机制尚不是十分清楚。对此,本论文以黄土高原人工油松林为研究对象,以6年多水平N添加实验(0、3、6、9 g N m-2 y-1)为基础,通过野外样品采集、室内测定、室内孵育实验并结合代谢组学与微生物组学等方法,系统分析了N添加对油松不同径级细根(极细细根,<0.5 mm;中等细根,0.5-1 mm;较粗细根,1-2 mm)化学组分、呼吸速率、分泌物特征、土壤化学性质、微生物特征和温室气体释放的影响。主要结果如下:(1)随着N添加水平增加,油松不同径级细根呼吸速率都有先增加后减小的变化趋势。1°C、14°C和18°C条件下,分别在3、9和6 g N m-2 y-1处理中呼吸速率达到最大值(1.37、3.79和4.38μmol CO2 g–1 s–1)。此外,呼吸速率随着细根径级增加逐渐降低,并且不同径级细根呼吸对N添加的响应相同。不同径级细根化学组分含量有显着差异(P<0.05),表现为碳(C)、可溶性糖、淀粉含量以及C/N比值随细根径级增加而增加,N和磷(P)含量随细根径级增加而减少。N添加显着提高了细根N、P、可溶性糖和淀粉含量,并且在6或9 g N m-2 y-1处理中有最大值。此外,较粗细根P含量、可溶性糖含量以及C/N比值对N添加的响应比极细细根更敏感。相关性分析结果表明,细根N和P含量是影响呼吸速率最重要的因素。(2)油松细根分泌物有500余种,大多属于脂肪酸、碳水化合物、醇类和烷基胺类物质。其中,极细细根分泌物相对含量高于其它径级细根,以有机酸、脂肪酸和脂肪等26种分泌物占优势。较粗细根也能产生一定的分泌物,以碳水化合物、醇类和烷基胺类物质的相对含量较高。总体而言,N添加对细根分泌物产生了促进作用,大多数分泌物在6或9 g N m-2 y-1处理中有最大值。由N添加处理造成的差异分泌物主要是有机酸、氨基酸、碳水化合物和脂肪酸类物质。通过偏最小二乘判别分析发现极细细根分泌物含量在不同N添加处理之间变化最大,而较粗细根分泌物的变化次之。(3)N添加对根际和非根际土壤化学性质影响有所差异。低N提高而高N降低了非根际土壤有机碳(SOC)、N、铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)含量。非根际土壤P含量显着提高,并在9 g N m-2 y-1处理中有最大值。N添加提高了根际土壤NO3-含量,降低了P含量,而SOC、N、NH4+含量先增加后减小在6 g N m-2 y-1处理中有最大值。极细细根根际土壤化学性质对N添加的响应比较粗细根敏感。(4)根际土壤微生物拷贝数平均高于非根际土壤56.5%,极细细根根际土壤细菌拷贝数平均高于较粗细根根际土壤58.5%,较粗细根根际土壤真菌拷贝数平均高于极细细根根际土壤41.9%。非根际土壤真菌多样性高于根际土壤,而细菌多样性在两种土壤之间差异不明显。随细根径级增加真菌和细菌多样性有增加趋势。根际和非根际土壤的优势物种存在差异,其中在非根际土壤中占优势的微生物种类多。低N促进而高N抑制土壤细菌拷贝数和多样性,在3或6 g N m-2 y-1处理中有最大值(拷贝数,68.70×107 g soil-1)。N添加对土壤真菌拷贝数有抑制作用,对真菌多样性有促进作用,在6或9 g N m-2 y-1处理中分别有最小值和最大值(拷贝数,30.69×106 g soil-1)。不同N添加中有不同优势物种,总体而言6或9 g N m-2 y-1处理中优势物种最多。根际和非根际土壤微生物对N添加的响应存在差异。较粗细根根际土壤和非根际土壤微生物数量、细菌多样性对N添加的响应比极细细根敏感。而在优势物种方面,N添加造成的极细细根根际土壤差异微生物最多,较粗细根根际土壤的差异微生物最少。根系分泌物对根际微生物变化的解释度高于土壤化学性质。N添加通过影响根系分泌物产量(极细细根和较粗细根分泌物量减少,中等细根分泌物量增加)提高根际土壤微生物数量和多样性。原因是极细和较粗细根中有机酸和脂肪酸类物质含量高,而中等细根分泌物含量少有关。非根际土壤中,N添加具有通过降低土壤养分含量减少微生物数量和多样性的作用路径。(5)N添加处理导致根际和非根际土壤二氧化碳(CO2)释放和甲烷(CH4)吸收速率显着加快,在6或9 g N m-2 y-1处理中有最大值(CO2,623.15 mg C kg soil-1;CH4,1794.49μg C kg soil-1)。N添加抑制了土壤氧化亚氮(N2O)释放,在9 g N m-2y-1处理中有最小值(48.63μg N kg soil-1)。N添加处理中三种温室气体增温潜力值(GWP)平均增加了16.94%,并且在根际和非根际土壤中都存在。不同径级细根根际土壤和非根际土壤CO2和N2O释放对N添加响应类似。但是,根际土壤CH4吸收快于非根际土壤,极细细根根际土壤CH4吸收快于较粗细根根际土壤,并且极细细根根际土壤CH4吸收对N添加的响应比较粗细根根际土壤敏感。N添加对极细细根和中等细根根际土壤温室气体释放有强烈的直接促进作用。而在较粗细根根际土壤中N添加通过提高土壤养分含量促进温室气体释放。非根际土壤中,N添加总体上对温室气体释放也有直接促进作用。油松根系层级变化特性不仅在细根生理指标中存在,也在根际土壤中存在,且不同径级细根根际土壤和非根际土壤对N添加的响应有所差异。全球N沉降可能通过加快森林土壤温室气体释放,提高增温潜力,并且根际和非根际土壤的变化机制有所差异。结果表明,加强植物根际研究对揭示土壤温室气体释放具有重要意义。
钱栋[2](2021)在《太湖地区土地利用方式转变对土壤N2O和CH4排放的影响》文中指出全球气候变暖是当今人类生存和发展面临的重大挑战。甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)是二氧化碳(CO2)之后最重要的两大温室气体。土壤是大气CH4和N2O的重要排放源。随着历史进程的推进,太湖地区土地利用方式经历了由自然湿地转变为稻麦轮作地,再由稻麦轮作地转变为设施栽培蔬菜地的演变。这种演变过程体现了土地利用集约化程度的提高,农民收入增加,但其对温室效应的影响还不得而知。本文选取太湖地区典型自然湿地、稻麦轮作地、设施栽培蔬菜地,通过2年野外原位观测试验探讨了土地利用方式转变对温室气体CH4和N2O排放及其综合温室效应的影响。主要研究结论如下:土地利用方式转变显着减少了CH4的排放。整个观测期间自然湿地、稻麦轮作地、设施栽培蔬菜地CH4累积排放量分别为:970.66 kg C ha-1、896.71 kg C ha-1、-71.23 kg C ha-1。自然湿地CH4排放具有明显的季节变化规律,排放主要集中在夏季。稻麦轮作地CH4排放主要集中在水稻田淹水时期,麦季CH4排放较低。设施栽培蔬菜地表现为吸收CH4的状态,是大气CH4的汇。土地利用方式转变显着增加了N2O的排放。整个观测期间自然湿地、稻麦轮作地、设施栽培蔬菜地N2O的累积排放量分别为:3.35 kg N ha-1、14.38 kg N ha-1、81.62 kg N ha-1。自然湿地N2O排放水平较低,排放集中在春、夏两季。稻麦轮作地N2O排放主要集中在麦季,稻季N2O排放量较低。设施栽培蔬菜地N2O排放主要集中在夏季休闲时期。不同土地利用方式下CH4和N2O综合温室效应的大小顺序为:稻麦轮作地(26704.16kg eq-CO2ha-1)>自然湿地(25266.30 kg eq-CO2ha-1)>设施栽培蔬菜地(22543.51 kg eq-CO2ha-1),三者差异未达到显着性水平。CH4是自然湿地的主导温室气体,其对温室效应的贡献达到96.04%。CH4也是稻麦轮作地的主导温室气体,其对温室效应的贡献达到83.95%。N2O是设施栽培蔬菜地的主导温室气体,土壤吸收的CH4部分抵消了N2O产生的温室效应,抵消量约为整个观测期N2O造成的增温潜势的7.32%。土地利用方式转变显着改变了土壤的理化性质。多元线性回归分析结果表明:驱动稻麦轮作地CH4排放的土壤因子为土壤电导率和硝态氮含量,驱动稻麦轮作地N2O排放的土壤因子为土壤铵态氮含量。驱动设施栽培蔬菜地N2O排放的土壤因子为土壤含水率和p H值。综上所述,太湖地区自然湿地转变为稻麦轮作地,增强了CH4和N2O的综合温室效应;稻麦轮作地转变为设施栽培蔬菜地,削弱了CH4和N2O的综合温室效应。在评价土地利用方式转变所引起的环境效应时,应该关注不同生态系统温室气体的排放特征,及时采取有效的固碳、固氮减排措施,缓解土地利用方式转变引起的温室气体排放。
李锐[3](2021)在《浅埋滴灌下施氮水平对春玉米氮效率及土壤温室气体排放的影响》文中指出为探究西辽河平原浅埋滴灌下施氮水平对春玉米氮效率及土壤温室气体排放的影响,2019年在内蒙古通辽市科尔沁区农业高新科技示范园区,浅埋滴灌下设置常量追氮(T1)和优化追氮(T2:70%常量追氮)2个处理,并以传统畦灌常规常量追氮为对照(CK1),不施肥(CK2)为空白对照,采用静态暗箱-气相色谱法测定春玉米生育期内土壤CO2、N2O和CH4排放通量,研究浅埋滴灌下施氮水平对春玉米氮效率及土壤温室气体排放的影响,并分析土壤温室气体排放与土壤温湿度和土壤养分的相关性。主要研究结果如下:1.与传统畦灌CK1处理相比,相同施氮量下,浅埋滴灌较传统畦灌增加籽粒产量以及吐丝期后籽粒氮素积累量,而整株氮素积累量无显着差异,从而显着提高氮收获指数、氮肥农学效率和氮肥偏生产力;浅埋滴灌下,常量追氮T1处理较优化追氮T2处理,增加吐丝期后籽粒、穗轴和整株氮素积累量,而籽粒产量无显着差异,氮素利用效率表现为优化施氮量下高,传统施氮量较低;氮肥农学效率和氮肥偏生产力,优化追氮T2处理较T1处理分别增加22.40%和30.58%。2.春玉米田温室气体排放日变化研究表明,CO2和N2O排放具有明显的日变化特征,日变化趋势与大气温度变化相似,呈单峰型排放曲线。与传统畦灌CK1处理相比,相同施氮量下,浅埋滴灌增加了N2O日均排放通量;浅埋滴灌下,T2处理较T1处理降低了N2O日均排放通量。相关性分析表明,各处理N2O、CO2排放通量日变化与地表温度和10 cm地温呈显着(P<0.05)或极显着正相关(P<0.01),土壤温度是影响CO2和N2O日变化的重要因素。3.春玉米生育期内,相同施氮量下,浅埋滴灌相比传统畦灌CO2排放量无显着差异,N2O排放量增加11.78%,CH4吸收量降低34.78%;浅埋滴灌下优化追氮T2处理较常规追氮T1处理CO2和N2O排放量分别减少13.15%和20.27%,而CH4吸收量无显着差异。相同施氮量下,浅埋滴灌较传统畦灌温室气体排放强度降低14.13%,浅埋滴灌下优化追氮T2处理较常规追氮T1处理温室气体排放强度降低10.46%;综合增温潜势浅埋滴灌下T1处理和传统畦灌CK1处理无显着差异,均显着高于浅埋滴灌优化追氮T2处理(P<0.05);净生态系统经济预算浅埋滴灌下T1和T2处理无显着差异,均显着高于CK1处理(P<0.05)。4.春玉米生育期内土壤温室气体排放通量与土壤环境因子相关分析结果表明,CO2、N2O和CH4排放通量与地表温度和土壤10cm温度呈极显着(P<0.01)正相关,CO2和N2O排放通量与土壤含水量呈极显着正相关(P<0.01),通径分析表明土壤含水量对CO2、N2O和CH4排放通量影响最大。春玉米整个生育期CO2和N2O排放通量均值与土壤有机质、全氮、铵态氮和硝态氮含量均值呈显着(P<0.05)或极限着(P<0.01)正相关,通径分析表明土壤全氮含量对CO2排放通量影响最大,土壤铵态氮含量对N2O排放通量影响最大,土壤有机质含量对CH4排放通量影响最大。5.浅埋滴灌下T1和T2处理相比传统畦灌CK1处理,在提高了玉米产量的同时,增加了氮收获指数、氮肥偏生产力和氮肥农学效率;与传统畦灌CK1处理相比,T1和T2处理增加了净生态系统经济预算(P<0.05),降低了温室气体排放强度(P<0.05);综合增温潜势T1和CK1处理均显着高于T2(P<0.05);与T1处理相比,T2处理降低综合增温潜势和温室气体排放强度。因此,浅埋滴灌下追氮较常规追氮量减30%,既降低综合增温潜势和温室气体排放强度,又保证较高玉米产量和净生态系统经济预算是西辽河平原玉米兼顾高产、高效和生态的水氮管理模式。
彭毅[4](2021)在《不同耕作及施氮条件下冬小麦田N2O排放特征及影响因子》文中指出温室气体一直都是全球关注的热点问题,农业活动是温室气体N2O的重要排放源。为探究不同耕作方式及施氮水平下黄土高原地区冬小麦田N2O排放规律,运用静态箱-气相色谱法研究了整个生育期冬小麦田N2O排放的动态变化。本研究以冬小麦‘小偃22’为材料,采取双因素裂区设计,主区为3种耕作模式:常规耕作(CT)、秸秆还田(SM)和平膜覆盖(FM);副区为3种氮肥处理:不施氮、减氮20%(144 kg·N·hm-2)、常规施氮(180 kg·N·hm-2),共计9个处理(CT-N0、CT-N144、CT-N180、FM-N0、FM-N144、FM-N180、SM-N0、SM-N144和SM-N180)。以常规耕作(CT)为对照,探讨不同施氮水平下平膜覆盖(FM)和秸秆还田(SM)对土壤N2O排放产生的影响,同时分析土壤温度、充水孔隙度(WFPS)、硝态氮含量、铵态氮含量及p H值与N2O排放的相关性。本研究的主要结果如下:(1)施氮处理的N2O排放通量在0.21~75.39μg·(m2·h)-1之间,不施氮处理全年平均N2O排放通量在2.50μg·(m2·h)-1以下;各施氮处理的N2O排放总量在0.35±0.19~0.50±0.30 kg·hm-2之间,不施氮处理在0.21±0.11~0.26±0.14 kg·hm-2之间。各施氮处理的土壤N2O的排放主要集中在施肥后20天内,且N2O排放通量峰值出现在施肥后两周之内。施肥和覆膜可以显着提高N2O排放通量和N2O排放总量(P<0.05)。秸秆还田有降低N2O排放的趋势,但与常规耕作相比,N2O排放总量的差异不显着。(2)施氮条件下,常规耕作、平膜覆盖、秸秆还田三种耕作模式下肥料氮的N2O排放系数、全球增温潜势分别为0.09~0.10%,60.82~71.71 kg·hm-2;0.15~0.18%,85.62~122.15 kg·hm-2;0.10%,53.23~69.82 kg·hm-2。覆膜栽培显着高于常规耕作和秸秆还田(P<0.05)。不施氮各处理的全球增温潜势无显着差异。(3)不施氮处理的N2O排放只与土壤充水孔隙度显着正相关(P<0.05);施氮处理的N2O排放与土壤充水孔隙度和土壤铵态氮含量呈极显着正相关(P<0.01)。常规耕作下,土壤N2O排放通量与土壤充水孔隙度、土壤铵态氮含量呈极显着正相关(P<0.01);平膜覆盖下,土壤N2O排放通量与土壤充水孔隙度、土壤硝态氮含量和土壤铵态氮含量呈显着正相关(P<0.05);秸秆还田下,土壤N2O排放通量与土壤充水孔隙度、土壤铵态氮含量、土壤硝态氮含量和土壤5 cm地温呈显着正相关(P<0.05)。说明旱地土壤微生物硝化作用是土壤N2O排放的主要来源,而覆膜和秸秆还田条件下,反硝化作用是土壤N2O的排放源。(4)施氮可以显着提高籽粒产量(P<0.05)。与常规栽培相比,覆膜栽培和秸秆还田具有增产作用,在适宜年份,增产可达显着水平。减氮20%与常规施氮的籽粒产量及部分产量构成要素之差异不显着,说明减氮20%不会造成减产。覆膜和施氮可显着提高产量刻度下的N2O排放强度;秸秆还田具有降低产量刻度下N2O排放强度的趋势。(5)常规耕作、平膜覆盖、秸秆还田三种栽培模式下N2的累积排放量分别为0.70~1.30、0.99~1.82和0.72~0.92 kg·hm-2。覆膜栽培显着增加了N2排放量,而秸秆还田显着降低了N2排放量。综上所述,黄土高原地区冬小麦田的N2O排放主要来源于硝化作用,覆膜和秸秆还田条件下,反硝化作用也是影响N2O排放的因素之一。减氮20%不会显着降低小麦产量;秸秆还田既能保持产量,又有降低温室气体N2O排放的趋势;覆膜栽培有显着的增产效应,但会增加土壤N2O排放通量、排放强度和肥料氮的N2O排放系数。
白新禄[5](2021)在《设施菜地土壤氮素累积及调控研究》文中研究指明自上世纪80年代以来,我国种植业结构发生巨大变化,传统粮食作物种植面积不断降低,而以高投入高产出为特征的果树、蔬菜种植面积不断扩大。设施蔬菜作为重要的蔬菜种植模式,成功解决了我国北方冬春季蔬菜生产以及南方避雨栽培难题,为保证我国蔬菜周年供应做出了巨大贡献。我国设施栽培以小农户为主,生产中“大水大肥”普遍,水氮过量问题突出,导致氮素在土壤大量累积,造成土壤盐渍化、土壤酸化等问题,氮素损失风险高。但有关设施菜地氮素累积动态以及与氮素投入(或氮素盈余)的定量关系,累积氮素特别是硝态氮在土壤剖面的迁移及动态变化过程,我国设施菜地从田块到区域尺度土壤剖面硝态氮累积及影响因素,减氮、控水及配施硝化抑制剂等不同措施阻控氮素累积的效果等尚缺乏系统的研究。因此,本研究采取田间试验与大数据分析相结合的方法研究了我国设施菜地土壤氮素累积及其影响因素。通过对黄土高原新建设施温室连续五年的定点监测,研究了设施菜地氮素投入、盈余、土壤氮素累积动态及其与氮素盈余的关系;通过大数据分析法研究了全国设施菜地硝态氮累积现状、影响因素及不同调控措施阻控硝态氮淋溶(下层硝态氮累积)的效果;通过连续两年3季的田间试验,比较了减氮、控水及配施硝化抑制剂等水氮调控措施阻控氮素累积及损失的效果。获得以下主要结论:(1)连续五年定点监测明确了新建设施菜地氮素投入、携出和盈余以及氮素动态累积状况。结果表明,设施菜地生产中过量施氮问题突出,年均氮素投入量为1871kg N ha-1。其中,有机肥带入的氮素量为1136 kg N ha-1,占总氮素投入量61%。年均氮素盈余量达1354 kg N ha-1。过量施氮导致土壤全氮和硝态氮快速累积,新建设施菜地种植5年后0-100 cm土壤全氮显着高于种植前。0-100 cm和0-200 cm土壤硝态氮累积量随种植年限显着增加,其年均增长速率分别为182 kg N ha-1yr-1和225 kg N ha-1yr-1。0-20 cm土壤pH随种植年限显着降低,0-100 cm土壤电导率(EC)随种植年限显着增加。过量氮素盈余导致设施菜地土壤全氮和硝态氮快速累积,由此引发的环境效应值得关注。(2)设施菜地土壤剖面硝态氮累积量高。测定的陕西杨凌15个设施菜地0-500 cm土壤硝态氮累积为2311-12157 kg N ha-1,平均累积量达5860 kg N ha-1。采用Meta分析首次估算了全国设施菜地硝态氮累积量,结果显示,全国设施菜地0-400 cm土壤硝态氮累积量为950-1487 kg N ha-1,占累积氮素投入量的13%-17%,硝态氮年均累积速率为16-62 kg N ha-1yr-1。其中,65%-70%的硝态氮分布在根区(0-100 cm)之下。氮素投入量和土壤pH是决定0-100 cm土壤硝态氮累积的正效应因素,而土壤有机碳含量和土壤C/N是决定0-100 cm土壤硝态氮累积的负效应因素;水分投入量和氮素投入量是决定100 cm以下土壤硝态氮累积的正效应因素,而土壤粘粒含量、土壤有机碳含量和土壤C/N是决定100 cm以下土壤硝态氮累积的负效应因素。因此,对于给定的设施菜地而言,其粘粒含量与pH相对稳定,减氮、控水和增碳可以作为阻控设施菜地硝态氮累积的主要措施。(3)降低根区硝态氮淋溶是阻控根区以下土壤硝态氮累积的关键。Meta分析结果显示,四种阻控措施:氮肥管理措施(包括减氮、氮肥增效剂和有机肥替代化肥)、水分管理措施、水氮综合调控措施、填闲作物措施分别使设施菜地根区硝态氮淋溶量降低了22%、24%、48%和35%,分别显着增加单位刻度硝态氮淋溶量蔬菜产量(蔬菜产量/硝态氮淋溶量)27%、31%、87%和44%。但对于氮素累积的设施菜地若只采取水分管理措施(减灌)存在降低蔬菜产量的风险。土壤理化性质(如土壤质地、pH等)显着影响阻控措施的效果。因此,氮素管理措施和水氮调控措施是消减设施菜地硝态氮淋溶损失的简便、高效的阻控措施。(4)有机碳源投入增加了设施菜地N2O排放的风险。田间试验表明,夏休闲期间设施菜地施用有机肥且灌溉后导致N2O排放显着增加,其N2O排放量可占年排放量的20%以上。培养试验表明,添加有机肥提取的水溶性有机物(WSOM)导致设施菜地土壤N2O排放增加了1-3倍。在高水分条件下(70%-90%土壤孔隙含水量),N2O排放与CO2排放呈现极显着正相关关系,说明高水和碳源投入后,反硝化途径的N2O排放可能是设施土壤N2O排放的主要途径。因此,建议将设施菜地夏休闲期间的N2O排放纳入设施菜地N2O排放清单;应当降低硝态氮累积,合理管控土壤水分,来减少N2O排放风险。(5)连续两年3季田间试验表明,减氮40%、减水14%-28%措施对番茄和甜瓜产量和氮素携出量无显着影响,但显着提高了氮肥利用率29%-88%,显着降低0-200cm剖面硝态氮累积25%-74%。同时,水氮调控措施显着降低NH3挥发1%-17%,显着降低N2O排放50%-88%。与仅施化肥相比,化肥氮配施硝化抑制剂(DMPP)进一步降低土壤硝态氮累积和N2O排放,但存在增加NH3挥发的风险。与仅施化肥相比,有机肥替代以及有机肥替代加秸秆进一步降低土壤硝态氮累积,但存在增加N2O挥发的风险。可见,设施菜地具有较大的节氮和节水潜力,减氮控水是阻控设施蔬菜栽培中氮素累积与损失、提高氮肥利用率的有效措施。而在减氮控水基础上如何合理的配合其他调控措施需要进一步研究。综上所述,设施菜地生产过程中氮素盈余量高,导致土壤剖面累积了大量氮素,累积氮素以硝态氮为主。水氮投入共同驱动了硝态氮在土壤剖面的累积及分布。水氮调控是阻控设施菜地硝态氮累积及淋溶损失的主要措施;减氮控水措施在保证蔬菜产量的前提下,显着降低了土壤剖面硝态氮累积及氮素损失,提高了氮肥利用率。在减氮控水基础上配合硝化抑制剂、配施有机肥、配施有机肥加秸秆,进一步降低土壤剖面硝态氮累积,但存在增加其他氮素损失的风险。因此,设施栽培体系如何合理的施用硝化抑制剂和有机肥(秸秆),需要进一步研究。
吴淑勋[6](2020)在《粪肥还田技术温室气体排放及其减排性能评价研究》文中研究表明大气中温室气体含量增加,导致全球变暖,对全球经济以及各个行业产生诸多不利影响。农业是非二氧化碳温室气体的主要贡献者,发展低碳农业是减缓全球温室气体排放的重要举措。过腹还田技术利用全株玉米制作青贮饲料喂养奶牛,牛粪又还到玉米田中,既充分利用玉米的营养价值,生产出优质奶产品,又实现了玉米秸秆的全量还田,有利于提升土壤肥力。但目前对于过腹还田是否减少农田温室气体排放量未有一致性结论。因此本研究在北京市北部地区某奶牛养殖厂玉米田进行现场试验,使用静态箱法对两粪肥施用年限不同(1年与5年)的地块,进行为期一个玉米季的温室气体排放监测试验,通过研究主要得出了以下几方面结果:1.在整个玉米生长期中,连续施粪肥5年(LM)的玉米田比当年施粪肥(SM)的玉米田CO2的排放量高,LM地块的CO2平均排放通量为0.58 g·m-2h-1,SM地块为0.34g·m-2h-1,CO2排放量与玉米生长旺盛程度相关。在整个玉米季两地块的CH4排放规律相似,在源与汇之间变化,从整季情况看,两种处理均为CH4的弱排放源,LM地块的CH4平均排放通量为0.016 mg·m-2h-1,SM地块的为0.011 mg·m-2h-1,CH4排放与玉米生长期无明显关系。出现此种情况的原因是,LM地块的土壤有机质含量高。2.LM地块的N2O平均排放通量为0.095mg·m-2h-1,SM地块的为0.39 mg·m-2h-1。SM地块的N2O排放通量在苗期时较高。在玉米生长全阶段中,两地块的N2O排放趋势相同,LM地块的N2O排放变化范围为0.012-0.62 mg · m-2h-1,SM地块的N2O排放呈现出先升高,后下降,苗期以后逐渐稳定,排放趋势与LM地块相似的特性。玉米田N2O在玉米苗期排放量最高,逐渐降低。3.在三种时间尺度上,只计量CH4和N2O的排放,CH4与N2O的GWP随时间而减小,尤其是在500a时间尺度上下降更多,SM地块的GWP比LM地块平均高302.8%。在100a时间尺度上,得出SM和LM的全球增温潜势值分别为3.50 t CO2e · hm-2和0.86 t C02e · hm-2,长期施粪肥的温室气体减排效率是75.32%。4.长期向土壤施粪肥,能提高土壤有机质含量和保水性能,降低土壤中NH4--N和NO3--N的含量,分别比SM地块低19.75%和5.59%。同时,土壤有机质含量与其CO2排放量呈显着正相关,与CH4和N2O排放量不相关。两地块的土壤CO2排放与N2O排放呈显着正相关。综上,本研究通过对连续5年高粪肥管理和首年高粪肥管理的两类青贮玉米田的温室气体排放监测,得出上述结论,对推广粪肥还田技术具有重要的理论和实践应用价值。
徐悦悦[7](2020)在《少免灌条件下冬小麦田温室气体排放对水分调控的响应》文中研究表明温室气体(CO2、CH4和N2O)大量排放是全球气候变暖及其引起的一系列环境问题的主要原因。其中农业生产活动是温室气体的第二大来源,约占全球人为排放的13.5%,且在不断增加。近年来,少免灌技术作为一种新的节水高效灌溉技术以其显着的增温保墒作用在水资源紧缺的干旱和半干旱地区中被广泛采用。值得关注的是,少免灌技术在提高作物产量的同时,土壤水热的改变和地膜的使用总是影响着温室气体的排放。为探明沟垄集雨条件下少免灌对冬小麦田土壤呼吸效应和土壤N2O排放特征及其影响机理、温室气体排放规律及综合增温潜势(Global warming potential,GWP)的影响,本研究于2017.10-2018.06和2018.10-2019.06年间在冬小麦生育期设置了三种降雨年型(丰水年P1:275mm,平水年P2:200mm,欠水年P3:125 mm)和4个补灌量(150、75、37.5和0 mm)水平,并以传统畦灌(TF)为对照,对少免灌(RF)条件下农田N2O、CO2、CH4排放特征及其影响因子、综合增温潜势以及气体排放强度(greenhouse gas emission intensity,GHGI)进行研究。主要研究结果如下:(1)在冬小麦生育期275 mm雨量下,少免灌和传统畦灌比较,同一补灌量处理间的土壤呼吸速率差异不显着。在200、125 mm雨量下,同一补灌量处理的少免灌较传统畦灌的土壤呼吸速率分别提高了12.59%-27.69%、2.16%-22.20%。通径分析结果表明,土壤温度对土壤呼吸速率的影响大于土壤含水量。在降雨量为275、200和125 mm的降雨年型下,少免灌的农田水温对土壤呼吸的决定系数小于传统畦灌,随着降雨量及补灌量的降低,其决定系数呈现提高的趋势。(2)少免灌可增加冬小麦田0-20和20-40 cm土层土壤微生物呼吸强度。在冬小麦生育期275 mm降雨条件下,在0-20和20-40 cm土层,同一补灌量下少免灌较传统畦灌处理冬小麦全生育期平均土壤微生物呼吸强度分别增加了2.47%-21.67%和3.28%-7.10%,其中只有不进行补灌的处理在表层达到显着性差异。在200和125 mm降雨条件下,在0-40 cm土层,当补灌量≥75 mm时,与传统畦灌相比,少免灌处理的土壤微生物呼吸分别增加了2.29%-14.29%(补灌量为150 mm的处理)和3.25%-16.67%(补灌量为75 mm的处理),处理间均未达到显着差异。当补灌量<75mm时,少免灌处理的土壤微生物呼吸较传统畦灌分别增加了4.08%-34.62%(补灌量为37.5 mm的处理)和7.90%-36.00%(补灌量为0 mm的处理),在冬小麦生育后期达到显着性差异。(3)在冬小麦生育期275 mm雨量下,在同一生育时期,少免灌处理的N2O排放通量较传统畦灌显着降低了21.62%-30.72%(P<0.001),土壤水分含量增加了6.26%-8.82%(P>0.05),硝态氮含量降低了1.71%-16.24%(P>0.05),反硝化酶含量增加了0.2%-24.16%。而在200和125mm降雨量下,少免灌处理的N2O排放通量较传统畦灌分别增加了3.66%-12.46%和6.08%-15.57%(P>0.05),土壤水分含量分别增加了6.13%-11.49%和8.05%-13.88%,土壤硝态氮含量分别降低了11.0%-21.42%和19.93%-34.44%,反硝化酶含量分别增加了0.01%-24.08%和3.40%-12.73%。主成分分析结果显示,在少免灌处理中,影响N2O排放的主要因素为土壤水分含量和土壤速效氮含量,二者可解释N2O排放通量的94.37%;而在传统畦灌中,影响其排放的主要因素是土壤水分含量和反硝化酶含量,二者可解释N2O排放通量的85.81%。(4)在冬小麦生育期275 mm雨量下,补灌量相同时,少免灌较传统畦灌N2O排放通量降低了3.30%-23.78%,CO2排放通量增加了5.93%-6.45%,GHGI显着降低了5.01%-23.72%(P<0.05)。在200和125 mm降雨条件下,与传统畦灌相比,同一补灌水平下,少免灌处理的N2O排放通量分别增加了4.18%-10.8%和5.05%-13.53%,CO2排放通量分别增加了7.83%-13.72%和17.49%-32.46%,GHGI分别显着(P<0.05)降低了25.57%-35.35%和6.22%-30.20%。在这三种降雨量下,冬小麦田对CH4的吸收均随着补灌量的减少呈现增强的趋势。综上所述,在冬小麦生育期多雨条件下,与传统畦灌相比,采用少免灌补灌75mm水量节水增产效果显着,且可降低温室气体排放强度。在冬小麦生育期降雨正常条件下,少免灌补灌150 mm和畦灌相比在获得高产的同时可不显着增加温室气体排放强度,补灌75 mm可在节水增产的同时降低温室气体排放强度。在冬小麦生育期降雨较少的情况下,少免灌补灌150 mm可保证作物产量,但同时也增加了温室气体排放强度。研究结果对预测未来气候变化条件下CO2和N2O的排放趋势并制定相应的农田水分管理减排措施具有重要意义。同时可在节水的前提下,为农田温室气体减排和建立作物高产体系提供理论依据。
马效松[8](2020)在《生物炭对北方寒区典型黑土水热环境效应的影响分析》文中研究指明生物炭作为一种土壤改良剂被广泛的施加到农田土壤中,其显着改变了土壤的理化性质,进而影响了土壤的水热状况、温室气体排放以及作物的生长过程。此外,由于北方寒区土壤存在季节性冻融过程,在一定程度上使施加生物炭土壤的水热环境更加复杂。然而,近些年来研究往往侧重于单一选择生物炭对土壤理化性质、作物生长、温室气体排放作为研究对象,在研究周期选择上仅考虑作物生长期或冻结期。由于研究对象和周期选择的单一性,使研究结论往往缺乏系统性和整体性。此外,在分析施加生物炭对土壤水热影响时,忽略了施加生物炭对土壤水分运动参数和热特性参数的影响分析。系统研究生物炭在冻融期和作物生长期对土壤物理性质、水热状况、温室气体排放、作物生长过程的影响机理,对于农田土壤生态环境改良具有重要的理论和实践意义。本文以北方寒区典型黑土为研究对象,通过室内试验研究分析生物炭对土壤物理性质、土壤热特性参数、土壤水分运动参数的影响机理。同时,通过室外试验,研究分析施加生物炭对土壤水热迁移规律、温室气体排放,作物生长的影响机理。分别揭示了在冻结期、融化期和作物生长期,不同生物炭含量对土壤水热环境效应的影响机理。具体研究结果如下:(1)施加生物炭,能够增大土壤饱和含水率、田间持水率、有效含水率,但使土壤凋萎含水率降低,并且在冻结期、融化期、作物生长期,生物炭对土壤水分常数的影响规律一致。此外,由于生物炭具有较大的孔隙,因此,其能够增大土壤的总孔隙度和毛管孔隙度,降低土壤的容重。生物炭比表面积较大,又具有较强的吸附作用,其对土壤结构的调控作用显着:施加生物炭后,土壤大团聚体含量(>2 mm和2~0.25 mm)增多,土壤大孔径(0.3~5?m、5~30?m、30~75?m、75~100?m、>100?m)占比增大,土壤较小的团聚体(0.25~0.053mm和<0.053 mm)含量降低,土壤微孔径(<0.3?m)占比降低。通过研究发现,施加生物炭能够影响土壤的冻结过程:在室内试验中发现施加生物炭能够影响土壤的冻结特征曲线,增加土壤未冻水含量;在室外试验中发现施加生物炭能够减少土壤的最大冻结深度,缩短冻结周期。(2)在整个试验周期,不同含量生物炭处理条件下,土壤温度变化规律整体一致,即在冻结期随着大气温度的降低土壤温度降低,在融化期和作物生长期随着大气温度的升高,土壤温度呈上升趋势。但施加生物炭后,土壤颜色变黑能够吸收更多的热量,并且由于生物炭改变了土壤的热性能参数,施加生物炭土壤的温度较高,但施加生物炭土壤温度的变化速率降低。本文通过监测大田实测数据,拟合了冻结期、融化期和作物生长期土壤热特性参数经验公式:土壤导热率与含水率呈二次函数关系,土壤体积热容量与含水率呈线性函数关系,土壤热扩散率与土壤含水率呈二次函数关系。通过室内试验发现,非冻结土壤,随着含水率的增大,土壤导热率、体积热容量、热扩散率呈增大趋势。在相同含水率条件下,随着生物炭施加量的增大,土壤导热率、体积热容量、热扩散率呈降低趋势;冻结土壤,随着含水率的增大,土壤的导热率、体积热容量、热扩散率也呈增大趋势,随着生物炭施加量的增大,土壤导热率、热扩散率呈降低趋势,土壤体积热容量呈增大趋势;与非冻结土壤对比,在土壤冻结过程,土壤导热率增大、热扩散率增大,体积热容量降低。(3)在整个试验周期,不同含量生物炭处理条件下,土壤含水率变化规律整体一致。即冻结期土壤含水率迅速降低,并在冻结期保持稳定,在融化期和作物生长期土壤含水率较高。由于生物炭具有较强的吸附性,且能够增大土壤的水分常数,施加生物炭土壤含水率较高。拟合了不同时期土壤水分特征曲线、土壤非饱和导水率和土壤水分扩散率的经验公式。由公式可知,土壤导水率、土壤水分扩散率与土壤含水率呈幂函数关系。在冻结期和融化期,生物炭能够增加土壤中的未冻水含量,因此,施加生物炭土壤导水率和水分扩散率增大;在作物生长期,由于生物炭具有较强的吸附性,能够增大土壤孔隙率增大水流通道,因而,能够增大土壤水分运动参数。本文利用Comsol Multiphysics多物理场软件中的PDE(partial differential equation)模块求解土壤水热偏微分方程,通过计算值和实测值对比,表明该模型能够准确的模拟不同时期施加生物炭土壤的水热迁移规律。(4)施加生物炭可以增大土壤中的无机氮含量(硝态氮和铵态氮)。生物炭中含有一定的可溶性有机碳,施加到土壤中后能够显着的增大土壤中的可溶性有机碳含量。在整个试验周期,土壤硝态氮含量、铵态氮含量、可溶性有机碳含量的变化规律不同:在冻结期,由于土壤温度降低,微生物死亡,硝化作用和反硝化作用减弱,土壤硝态氮含量、铵态氮含量和可溶性有机碳含量减小。在冻结期末期随着土壤温度和含水率的升高,微生物活性增强,土壤硝态氮、铵态氮和可溶性有机碳含量显着升高。由于施加生物炭能够增大土壤温度和含水率,进而增强土壤中酶的活性,因此,施加生物炭土壤硝态氮、铵态氮和可溶性有机碳含量增大;在融化期,土壤硝态氮和铵态氮含量呈“先增大,后减小”的变化趋势,土壤可溶性有机碳呈递增趋势,施加生物炭土壤硝态氮、铵态氮和可溶性有机碳含量显着增大;作物生长期,土壤铵态氮含量、硝态氮含量和土壤可溶性有机碳均表现为“先增大,后减小,再增大”的变化趋势。(5)在整个试验周期,土壤N2O气体的累计排放量:作物生长期>融化期>冻结期,施加生物炭能够降低土壤N2O气体的累计排放量。施加生物炭土壤在不同时期N2O气体排放通量的变化规律不同:在冻结期,由于施加生物炭土壤温度较高,能够增强微生物活性与酶活性,因此,能够促进土壤N2O气体排放。构建了冻结期N2O气体排放通量与土壤含水率、温度、硝态氮含量、铵态氮含量的函数关系;在融化期,随着土壤温度升高,含水率增大,土壤铵态氮含量和硝态氮含量增高,N2O气体排放通量呈脉冲式增长。生物炭通过改善土壤中的水热环境对N2O气体排放通量具有正向促进作用,但生物炭通过增强土壤阳离子交换能力,吸附了更多的无机氮,使硝化作用和反硝化作用底物减小,对N2O气体排放又具有负向作用。在融化期BC1和BC2土壤N2O气体排放通量相对于BC0土壤减少,构建了融化期N2O气体排放通量与土壤含水率、温度、硝态氮含量、铵态氮含量的函数关系;在作物生长期,土壤无机氮含量增大,土壤N2O气体排放通量较高。不同生物炭含量土壤的含水率、温度值均适宜微生物生存。由于生物炭增大了土壤的p H值,促进N2O气体向N2转化,因此,生物炭降低了土壤N2O气体排放通量。构建了作物生长期不同影响因子与N2O气体排通量的函数关系。(6)在整个试验周期,土壤CO2气体的累计排放量:作物生长期>冻结期>融化期,施加生物炭能够降低土壤CO2气体的累计排放量。但施加生物炭土壤在不同时期CO2气体排放通量的变化规律不同:在冻结期,随着土壤温度的降低,CO2气体排放通量呈降低趋势,由于施加生物炭能够增大土壤温度,而土壤温度直接影响着微生物是控制土壤CO2排放的主要因素。因此,施加生物炭在冻结期能够促进CO2气体排放。构建了冻结期CO2气体排放通量与土壤含水率、温度、可溶性有机碳的函数关系;在融化期,随着土壤温度和含水率升高,土壤CO2排放通量增大,构建了不同环境影响因子与CO2排放通量的函数关系;在作物生长期,由于大豆根系也具有呼吸作用,因此土壤CO2排放通量较大。施加生物炭能够增大土壤水分含量和土壤p H值,由于CO2易溶解于水,并且当土壤p H值较高时能促进CO2溶解于水,减弱微生物活性。因此,在作物生长期施加生物炭土壤CO2排放通量减弱,CO2气体排放通量与土壤温度、土壤含水率均呈三次函数关系,与土壤可溶性有机碳呈线性函数关系。(7)在整个试验周期,施加生物炭能够降低土壤CH4排放通量,在冻结期和作物生长期CH4气体表现为净吸收,在融化期CH4气体表现为净排放。在冻结期随着土壤温度的降低,甲烷氧化菌活性降低,甲烷吸收量降低。由于生物炭能够增大土壤总孔隙度和大孔径分布比例,进而增大了土壤中的氧气含量。因此,施加生物炭能够增大CH4气体的吸收通量。构建了土壤温度、含水率、可溶性有机碳与土壤CH4气体排放通量的函数关系;在融化期由于积雪融化土壤中含水率增大,甲烷菌活性增强,CH4气体表现为净排放。由于施加生物炭能够增加土壤中的孔隙度,使土壤氧气含量升高,因此CH4气体排放通量降低。构建了各环境影响因子与CH4气体排放通量的函数关系;在作物生长期,降雨后土壤含水率较高CH4气体表现为净排放,当土壤含水率较低时,CH4气体表现为净吸收;施加生物炭有效的降低了土壤全球增温潜势,BC0土壤的全球增温潜势为1126.71 kg.hm-2,BC1、BC2、BC3土壤全球增温潜势相对于BC0降底了665.783、830.4346、590.7206 kg.hm-2。(8)施加生物炭能够显着影响土壤温度、水分以及土壤养分含量,进而影响作物的生长变化。施加生物炭后,大豆的株高、茎粗、叶面积、根长等形态指标增大。同时,生物炭对大豆叶绿素含量,蒸腾速率,气孔导度、胞间CO2浓度等光合指标也起到了促进作用。由于生物炭促进了光合作用,也增大了光合作用产物的积累,使大豆叶片、茎秆、根部的干物质积累量增大。生物炭对大豆的主茎结数、分枝数、单株荚数、单株粒数等农艺形状指标也有促进作用。施加生物炭提高了大豆的产量,降低了土壤温室气体排放强度。在施加生物炭量为20 t.hm-2时,增产最大且温室气体排放强度最低。
蒲敏[9](2020)在《西南岩溶石漠化治理区土壤CO2、CH4的变化特征及其碳汇效应 ——以重庆南川区为例》文中研究表明全球气候变化和岩溶生态系统碳循环均与CO2、CH4的排放密切相关,喀斯特石漠化治理区土壤中CO2、CH4的产生与排放是岩溶生态系统碳平衡的重要构成部分,研究它们的变化特征对于确认陆地遗漏碳汇及其大小具有重要意义。本研究选取西南岩溶石漠化典型地区-重庆市南川石漠化治理示范区为研究区域,分为石漠化治理试验区(杨树林YSL、花椒林HJ、金银花地JYH、坡改梯PGT)和未经治理的对照区(荒地HD、弃耕地QGD、非坡改梯FPGT)。采用L型PVC管自制装置监测土壤剖面中的CO2、CH4,使用静态箱监测地表土壤排放的CO2、CH4,对比分析土壤剖面CO2、CH4浓度与地表CO2、CH4排放通量在季节尺度和日尺度的变化特征及其影响因素,同时通过采用标准石灰岩溶蚀试片法测定试验区和对照区各样地岩溶碳汇量,探讨石漠化治理方式的不同对岩溶碳汇产生的影响。主要研究结论如下:(1)各样地土壤不同深度CO2浓度季节差异明显,夏>秋>春>冬。对照区土壤CO2浓度年均值比试验区大(1785.59 mg·m-3),各样地从大到小为:弃耕地>金银花>荒地>杨树林>花椒林>非坡改梯>坡改梯。土壤CO2浓度年均值随深度的增加总体表现为先增大而后减小(20cm>10cm>50cm)。土壤CO2浓度季节变化的主要影响因素依次为土壤含水率、土壤温度和气温。各样地土壤不同深度CH4浓度季节差异不明显,各深度CH4浓度介于0.17~2.51 mg·m-3。试验区和对照区各样地土壤CH4浓度年均值相差很小,从大到小为:花椒林>金银花>荒地>非坡改梯>弃耕地>坡改梯>杨树林。土壤CH4浓度年均值随深度的增加总体表现为先逐渐减小而后明显增大(50cm>10cm>20cm)。土壤CH4季节变化的主要影响因素依次为土壤温度、气温和土壤含水率。石漠化治理区坡改梯不同深度土壤CO2浓度在夏季的日变化无规律性,各深度均在18:00出现最大值,在3:00出现最小值。土壤CO2浓度日均值随深度的变化表现为10cm>20cm>50cm,随土壤深度增加而减小。影响土壤CO2浓度日变化的重要因素或为温度。不同深度CH4浓度在一天中随时间的动态变化也没有统一的变化规律,最小值在15:00土深50cm处(1.36 mg·m-3),最大值在18:00土深10cm处(1.64 mg·m-3)。土壤CH4浓度日均值随深度的变化表现为20cm>10cm>50cm,表层土壤大于深层土壤。影响土壤CH4浓度日变化的重要因素或为土壤温度。在一年的观测期内,各样地10cm、20cm和50cm的土壤CO2浓度与土壤CH4浓度均呈负相关,CO2浓度增大时,CH4浓度减小,反之亦然。对照区的相关性比试验区更显着,相关性更强,尤其对照区20cm处两者呈极显着负相关。在昼夜观测期内,10cm处CO2浓度与CH4浓度呈显着正相关,20cm、50cm处CO2浓度与CH4浓度的相关性较弱,50cm深处两者趋向负相关,20cm处两者趋向正相关。(2)试验区和对照区各样地有草覆盖下地表CO2通量整体表现出明显的季节差异,夏>秋>春>冬,夏季为其余各季节的1.5到8倍。总体上试验区和对照区均表现为CO2的排放源。试验区地表CO2排放通量年均值小于对照区,各样地CO2排放通量年均值从高到低为:荒地>坡改梯>金银花>杨树林>弃耕地>非坡改梯>花椒林。地表CO2通量季节变化的主要影响因素是气温、土壤温度、土壤含水率和土壤CO2浓度。地表CH4通量季节之间差异不大,呈现两个吸收峰(12月到次年2月和7月到9月)。全年来看试验区和对照区地表土壤均表现为大气CH4微弱的吸收汇,吸收汇:荒地>金银花>弃耕地>杨树林,排放源:坡改梯>花椒林>非坡改梯。地表CH4通量季节变化的重要影响因素或是土壤有机碳含量和土壤含水率。坡改梯地表土壤在采样日表现为CO2的排放源,有草、无草覆盖下CO2排放通量日变化具有明显规律性,呈“V”型变化趋势,最高值和最低值出现在15:00和6:00。地表CO2排放通量与土壤CO2浓度呈极显着正相关,影响地表CO2排放通量的主要因素为土壤CO2浓度。有草、无草覆盖下地表土壤CH4通量的日变化也具有明显规律性,呈双峰型变化趋势,采样日地表CH4通量总体为正通量,土壤为CH4的排放源,释放CH4为主。地表CH4通量日变化与土壤CH4浓度相关程度较低,基本不相关。在一年的观测期内,除了金银花、坡改梯和荒地外,各样地有草、无草覆盖下的地表CO2通量与地表CH4通量均趋向负相关,未达显着水平。试验区坡改梯地表土壤CO2通量与地表CH4通量的日变化趋向正相关关系。坡地改为梯田可能会增加地表土壤CO2和CH4在夏季的日排放,使土壤对CH4的吸收减少。(3)各样地岩溶溶蚀速率随土壤深度增加未呈现统一的变化规律,最大值出现在杨树林地土下20cm深处(48.75mg·cm-2·a-1),最小值出现在非坡改梯地土下10cm深处(-5.10mg·cm-2·a-1)。按岩溶碳汇量从高到低排序,各样地依次为:弃耕地>杨树林>花椒林>金银花>坡改梯>荒地>非坡改梯。经过石漠化治理后,试验区单位面积CO2消耗量比对照区增加2.14mg·cm-2·a-1,试验区岩溶碳汇量增加了4.97 mg·cm-2·a-1。试验区土壤CO2含量与溶蚀速率呈正相关且显着,对照区土壤CO2含量与溶蚀速率为正相关但不显着,试验区溶蚀速率的重要驱动力之一为土壤CO2浓度。试验区各样地土壤CO2浓度变大,能使土壤中有更多CO2加入岩溶作用,土下溶蚀速率也随之提高,岩溶区石漠化治理起到了推动岩溶碳汇的作用,碳汇效应较强,杨树林和花椒林影响最大,金银花次之,坡改梯影响较小。
商子惠[10](2020)在《加气条件下温室番茄产量与温室气体排放的水肥调控效应》文中指出加气灌溉技术是为了缓解长时间滴灌导致的根系缺氧问题而研究的农业灌溉新技术,目前加气灌溉已被证实有效改善了土壤通气性,并且增加作物产量、品质、水分利用效率等,且较多研究揭示了水、肥、气单因子或两因子耦合条件下农田土壤CO2、N2O和CH4排放特征,但目前关于加气条件下水肥耦合的农田生态效应并不明确。本研究以番茄为供试作物,加气条件下设低、中、高三个灌水水平(0.6 W、0.8 W和1.0W,W代表充分灌水时的灌水量)和低、中、高(120、180和240 kg·hm-2)3个施氮水平,不加气充分灌溉为对照处理,共12个处理。研究了温室番茄地土壤CO2、N2O和CH4的动态变化特征,土壤环境因子(土壤温度、水分、土壤硝态氮含量、土壤氧气含量和微生物数量)、番茄生物量产量、品质、水肥利用指标(灌溉水分利用效率和氮肥利用效率)的变化特征,探讨了加气灌溉水肥耦合技术在西北半湿润易旱区温室番茄地的适用性,从增产优质减排角度提出加气灌溉水肥耦合条件下的技术参数组合。主要结论如下:(1)灌水、施氮和加气均引起土壤CO2排放增加。高水处理土壤CO2累积排放量较中水和低水处理分别增加了7.1%和10.3%,高氮处理的CO2累积排放量较中氮和低氮处理增加3.1%和9.7%,加气处理较不加气处理CO2累积排放量增加6.5%。番茄生长季中,灌水、施氮和加气均引起土壤N2O排放增加,高水处理土壤N2O累积排放量较中水和低水处理分别增加了19.4%和55.7%,高氮处理的N2O累积排放量较中氮和低氮处理增加12.8%和42.6%,加气处理较不加气处理N2O累积排放量增加11.2%。番茄生长季中,灌水和施氮引起土壤CH4排放增加,加气引起土壤CH4排放增加。高水处理土壤CH4累积排放量较中水和低水处理分别增加了7.8%和18.3%,高氮处理的CH4累积排放量较中氮和低氮处理增加24.3%和35.0%,加气处理较不加气处理CH4累积排放量增加124%。(2)随灌水量增加,土壤充水孔隙度、硝化细菌数量、反硝化细菌数量增加,IWUE降低,氮肥利用效率增大。随施氮量增加,土壤温度、氧气含量、NO3--N质量分数、硝化细菌数量和反硝化细菌数量增加,IWUE增加,氮肥利用效率降低。加气较不加气处理氧气含量、NO3--N质量分数和硝化细菌数量增大,IWUE增加,氮肥利用效率显着增加。(3)温室番茄地土壤CO2、N2O、CH4均呈现波动性季节变化。土壤水分、温度和氧气含量是影响温室番茄地土壤CO2排放的主控因素;土壤水分、温度、NO3--N含量和氧气含量是影响土壤N2O排放的主控因素;土壤水分、温度和NO3--N含量是影响土壤CH4排放的主控因素。(4)加气条件下水肥耦合滴灌下灌水量、施氮量的增大和加气增加了番茄产量、果实品质和干物质积累。高水处理番茄产量较中水和低水处理分别增加了14.9%和29.9%,高氮处理的番茄产量较中氮和低氮处理增加9.6%和27.0%,加气处理较不加气处理番茄产量增加10.9%。综合考虑产量、CO2、N2O、CH4累积排放量、番茄品质等指标,采用熵权法综合评价,本研究推荐加气高氮充分灌溉处理(W3F3O)为较优的灌溉方案,可为设施菜地的节水增产减排提供参考。
二、影响土壤N_2O排放和CH_4吸收的主控因素的研究(英文)(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、影响土壤N_2O排放和CH_4吸收的主控因素的研究(英文)(论文提纲范文)
(1)氮添加影响油松林根际和非根际土壤温室气体释放的机制(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 选题目的与意义 |
1.3 国内外研究进展 |
1.3.1 N沉降研究进展 |
1.3.2 温室气体释放现状 |
1.3.3 N添加对土壤温室气体释放的影响 |
1.3.4 N添加对细根呼吸的影响 |
1.3.5 N添加对土壤养分特征的影响 |
1.3.6 N添加对细根分泌物特征的影响 |
1.3.7 N添加对土壤微生物的影响 |
1.3.8 N添加影响土壤温室气体释放的耦合机制 |
1.4 研究中存在的问题 |
第二章 研究内容及方法 |
2.1 研究目标与内容 |
2.1.1 研究目标 |
2.1.2 研究内容 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 研究区概况 |
2.2.2 实验设计与样品采集 |
2.2.3 测定方法 |
2.3 技术路线 |
2.4 拟解决的关键问题 |
第三章 N添加对油松林主要植物不同径级细根呼吸速率的影响 |
3.1 引言 |
3.2 研究方法 |
3.2.1 细根呼吸速率测定 |
3.2.2 细根化学组分测定 |
3.2.3 数据分析 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 N添加对细根化学组分的影响 |
3.3.2 N添加对细根呼吸速率的影响 |
3.3.3 N添加对细根呼吸温度敏感性的影响 |
3.3.4 细根呼吸、温度敏感性与化学组分的相关关系 |
3.4 讨论 |
3.4.1 N添加对细根呼吸的影响 |
3.4.2 N添加对细根呼吸温度敏感性的影响 |
3.4.3 细根呼吸速率,温度敏感性与化学组分相关关系 |
3.5 小结 |
第四章 N添加对油松细根分泌物特征的影响 |
4.1 引言 |
4.2 研究方法 |
4.2.1 油松林根系分泌物采集 |
4.2.2 油松细根分泌物非靶向代谢组学分析 |
4.2.3 数据分析 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 油松细根分泌物特征 |
4.3.2 不同径级细根和N添加处理对分泌物的影响 |
4.4 讨论 |
4.4.1 不同径级细根分泌物差异 |
4.4.2 N添加对不同径级细根分泌物的影响 |
4.5 小结 |
第五章 N添加对油松根际和非根际土壤微生物特征的影响 |
5.1 引言 |
5.2 研究方法 |
5.2.1 土壤DNA/RNA绝对定量分析(Real-time PCR) |
5.2.2 土壤微生物多样性 |
5.2.3 数据分析 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 N添加对土壤微生物数量特征的影响 |
5.3.2 N添加对土壤微生物α多样性的影响 |
5.3.3 N添加对土壤微生物β多样性的影响 |
5.3.4 响应N添加的主要土壤微生物优势物种 |
5.4 讨论 |
5.4.1 不同径级细根根际土壤微生物特征 |
5.4.2 N添加对不同径级细根根际土壤微生物的影响 |
5.5 小结 |
第六章 N添加对油松土壤化学性质和温室气体释放的影响 |
6.1 引言 |
6.2 研究方法 |
6.2.1 土壤室内培养与温室气体测定 |
6.2.2 土壤化学性质测定 |
6.2.3 数据分析 |
6.3 结果与分析 |
6.3.1 N添加对土壤化学性质的影响 |
6.3.2 N添加对土壤温室气体释放速率的影响 |
6.3.3 N添加对土壤温室气体积累释放的影响 |
6.3.4 N添加对土壤温室气体升温潜能值和总释放量的影响 |
6.4 讨论 |
6.4.1 N添加对土壤化学性质的影响 |
6.4.2 N添加对土壤CO_2释放的影响 |
6.4.3 N添加对土壤CH_4吸收的影响 |
6.4.4 N添加对土壤N_2O释放的影响 |
6.4.5 N添加对土壤温室气体总体释放和增温潜力的影响 |
6.5 小结 |
第七章 N添加对油松土壤温室气体释放的影响机制 |
7.1 引言 |
7.2 研究方法 |
7.3 结果与分析 |
7.3.1 N添加影响根际和非根际土壤温室气体释放的路径分析 |
7.3.2 土壤化学性质和根系分泌物对土壤微生物的影响 |
7.3.3 土壤化学性质对温室气体释放的影响 |
7.4 讨论 |
7.4.1 N添加影响土壤温室气体释放通路 |
7.4.2 根系分泌物、土壤化学性质与微生物相关性 |
7.4.3 土壤化学性质与温室气体释放的相关性 |
7.5 小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 创新点 |
8.3 研究展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简介 |
(2)太湖地区土地利用方式转变对土壤N2O和CH4排放的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 土壤CH_-4 排放 |
1.2.2 土壤N_2O排放 |
1.2.3 土壤CH_4 和N_2O监测方法 |
1.2.4 土地利用方式转变对CH_4和N_2O排放的影响 |
1.3 研究目的和意义 |
1.4 研究内容 |
1.5 技术路线 |
第二章 材料与方法 |
2.1 研究区概况 |
2.2 试验设计 |
2.3 野外采样方法和室内分析 |
2.3.1 样品采集 |
2.3.2 测定方法 |
2.3.3 结果计算 |
2.3.4 数据分析 |
第三章 土地利用方式转变对CH_4排放的影响 |
3.1 不同土地利用方式下CH_4排放通量动态变化 |
3.1.1 自然湿地CH_4 排放通量 |
3.1.2 稻麦轮作地CH_4 排放通量 |
3.1.3 设施栽培蔬菜地CH_4排放通量 |
3.2 不同土地利用方式下CH_4的累积排放量 |
3.2.1 年际CH_4 累积排放量 |
3.2.2 不同时期自然湿地CH_4累积排放量 |
3.2.3 不同时期稻麦轮作地CH_4累积排放量 |
3.2.4 不同时期设施栽培蔬菜地CH_4累积排放量 |
3.3 讨论 |
3.4 小结 |
第四章 土地利用方式转变对N_2O排放的影响 |
4.1 不同土地利用方式下N_2O排放通量动态变化 |
4.1.1 自然湿地N_2O排放通量 |
4.1.2 稻麦轮作地N2O排放通量 |
4.1.3 设施栽培蔬菜地N_2O排放通量 |
4.2 不同土地利用方式下N_2O的累积排放量比较 |
4.2.1 年际N_2O累积排放量 |
4.2.2 不同时期自然湿地N_2O累积排放量 |
4.2.3 不同时期稻麦轮作地N_2O累积排放量 |
4.2.4 不同时期设施栽培蔬菜地N_2O累积排放量 |
4.3 不同土地利用方式下温室气体综合温室效应 |
4.3.1 年际GWP |
4.3.2 CH_4和N_2O对综合温室效应的贡献率 |
4.4 讨论 |
4.5 小结 |
第五章 温室气体排放与土壤理化性质的关系 |
5.1 土壤理化性质动态变化 |
5.2 自然湿地温室气体排放与土壤理化性质的关系 |
5.3 稻麦轮作地温室气体排放与土壤理化性质的关系 |
5.4 设施栽培蔬菜地温室气体排放与土壤理化性质的关系 |
5.5 讨论 |
5.5.1 土地利用方式转变对土壤理化性质的影响 |
5.5.2 CH_4和N_2O排放与土壤理化性质的关系 |
5.6 小结 |
第六章 结论和展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 研究特色和创新点 |
6.3 不足和展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(3)浅埋滴灌下施氮水平对春玉米氮效率及土壤温室气体排放的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略语表 |
1 前言 |
1.1 水肥管理对春玉米氮效率影响的研究进展 |
1.2 水肥管理对土壤温室气体排放影响的研究进展 |
1.3 浅埋滴灌水肥一体技术的研究与应用 |
1.4 本研究目的与意义 |
2 材料与方法 |
2.1 试验区概况 |
2.2 试验设计 |
2.3 测定指标与方法 |
2.3.1 玉米产量及其构成因素 |
2.3.2 干物质 |
2.3.3 昼夜内温室气体采集和测定 |
2.3.4 生育期内温室气体采集和测定 |
2.3.5 土壤样品采集与相关指标测定 |
2.3.6 土壤地表温度、10cm地温和土壤含水量测定 |
2.4 相关参数计算 |
2.4.1 干物质与氮素积累转运 |
2.4.2 氮肥效率 |
2.4.3 温室气体排放通量 |
2.4.4 温室气体日均排放通量 |
2.4.5 温室气体最佳观测时间矫正系数 |
2.4.6 温室气体累积排放量 |
2.4.7 综合增温潜势 |
2.4.8 温室气体排放强度 |
2.4.9 净生态系统经济预算 |
2.5 数据处理与分析 |
3 结果与分析 |
3.1 浅埋滴灌下施氮水平对春玉米产量及干物质积累与转运的影响 |
3.1.1 干物质积累 |
3.1.2 干物质转运 |
3.2 浅埋滴灌下施氮水平对春玉米各器官氮素积累与转运的影响 |
3.2.1 各器官氮素积累 |
3.2.2 各器官氮素转运 |
3.3 浅埋滴灌下施氮水平对春玉米氮效率影响 |
3.3.1 春玉米氮素养分的利用效率 |
3.3.2 春玉米肥料氮的利用效率 |
3.4 浅埋滴灌不同施氮水平下土壤CO_2、N_2O和 CH_4排放日变化特征 |
3.4.1 CO_2排放日变化 |
3.4.2 N_2O排放日变化 |
3.4.3 CH_4排放日变化 |
3.4.4 温室气体日均排放通量 |
3.4.5 温室气体排放量昼夜百分比 |
3.4.6 温室气体日变化影响因子分析 |
3.4.7 温室气体矫正系数 |
3.5 浅埋滴灌不同施氮水平下春玉米生长季土壤CO_2、N_2O和 CH_4排放特征 |
3.5.1 生长季CO_2排放特征 |
3.5.2 生长季N_2O排放特征 |
3.5.3 生长季CH_4排放特征 |
3.5.4 生长季CO_2、N_2O和 CH_4累积排放量 |
3.5.5 主要生育期CO_2、N_2O和 CH_4排放通量 |
3.5.6 CO_2和N_2O排放通量相关分析 |
3.6 浅埋滴灌下施氮水平对GWP、GHGI和 NEEB的影响 |
3.7 温室气体排放通量与土壤温湿度和土壤养分相关性分析 |
3.7.1 温室气体排放通量与土壤温湿度相关性分析 |
3.7.2 温室气体排放通量与土壤养分相关性分析 |
4 结论与讨论 |
4.1 结论 |
4.2 讨论 |
4.2.1 浅埋滴灌下施氮水平对春玉米氮效率影响的探讨 |
4.2.2 浅埋滴灌下温室气体排放的影响因素探讨 |
4.2.3 浅埋滴灌技术的生态效应探讨 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
(4)不同耕作及施氮条件下冬小麦田N2O排放特征及影响因子(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1N_2O排放现状2 |
1.2.2农田土壤N_2O的产生机理2 |
1.2.3N_2O排放通量的研究方法2 |
1.3影响农田N_2O排放的因素3 |
1.3.1 施氮量及施肥方式 |
1.3.2 土壤质地 |
1.3.3 土壤温度 |
1.3.4 土壤水分状况 |
1.3.5 土壤p H |
1.3.6 土壤矿质氮含量 |
1.3.7 农田管理措施 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 不同耕作及施氮下的冬小麦田N_2O排放特征 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 试验地点 |
2.1.2 供试材料与试验设计 |
2.1.3 测定项目与方法 |
2.1.4 数据分析 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 土壤N_2O排放通量动态变化 |
2.2.2 土壤N_2O年排放总量 |
2.2.3 土壤N_2年排放总量 |
2.2.4 肥料氮的N_2O排放系数 |
2.2.5 N_2O全球增温潜势 |
2.3 讨论 |
2.4 小结 |
第三章 土壤理化性质及其与土壤N_2O排放的关系 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 供试材料与试验设计 |
3.1.2 土壤环境因子采集及分析 |
3.1.3 数据处理 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 土壤基本理化性质 |
3.2.2 土壤N_2O排放通量与土壤环境因素的相关性分析 |
3.3 讨论 |
3.4 小结 |
第四章 产量、产量构成要素及N_2O排放强度 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 供试材料与试验设计 |
4.1.2 测定项目与方法 |
4.1.3 数据处理 |
4.2 籽粒产量及土壤N_2O排放强度 |
4.2.1 籽粒产量 |
4.2.2 土壤N_2O排放强度 |
4.3 冬小麦产量构成要素 |
4.3.1 冬小麦穗粒数 |
4.3.2 冬小麦公顷穗数 |
4.3.3 冬小麦千粒重 |
4.4 讨论 |
4.5 小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 主要结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
(5)设施菜地土壤氮素累积及调控研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究概况 |
1.2.1 我国设施菜地发展现状 |
1.2.2 设施菜地氮素投入现状 |
1.2.3 设施菜地土壤氮素转化 |
1.2.4 设施菜地土壤氮素去向 |
1.2.5 降低设施菜地氮素累积和损失以及提高氮肥利用率的措施 |
1.3 小结 |
第二章 科学问题、研究内容和技术路线 |
2.1 科学问题 |
2.2 研究内容与技术路线 |
第三章 设施菜地氮素平衡及累积状况研究 |
3.1 前言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 研究区域及设施温室 |
3.2.2 养分定点监测 |
3.2.3 土壤样品采集及测定 |
3.2.4 数据统计分析 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 设施菜地氮素平衡状况 |
3.3.2 土壤有机质、全氮、矿质氮、pH和EC变化情况 |
3.3.3 土壤全氮和硝态氮与氮素盈余的关系 |
3.3.4 土壤硝态氮与pH和EC的关系 |
3.4 讨论 |
3.4.1 设施菜地氮素盈余 |
3.4.2 设施菜地土壤氮素累积 |
3.4.3 研究启示与建议 |
3.5 小结 |
第四章 设施菜地硝态氮累积现状及主控因素分析 |
4.1 前言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 田间采样测定 |
4.2.2 全国数据收集及分析 |
4.3 结果分析 |
4.3.1 不同土地利用方式下硝态氮累积状况 |
4.3.2 全国设施菜地硝态氮累积状况 |
4.4 讨论 |
4.4.1 设施菜地硝态氮累积量 |
4.4.2 设施菜地硝态氮累积主控因素分析 |
4.4.3 设施菜地硝态氮累积的环境效应 |
4.4.4 不确定性分析 |
4.5 小结 |
第五章 降低设施菜地根区硝态氮淋溶损失的措施-基于Meta分析 |
5.1 前言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 数据收集 |
5.2.2 数据整理 |
5.2.3 数据分析 |
5.3 结果分析 |
5.3.1 设施菜地硝态氮淋溶 |
5.3.2 不同调控措施降低硝态氮淋溶的效果 |
5.3.3 土壤性质对不同调控措施效果的影响 |
5.4 讨论 |
5.4.1 设施菜地硝态氮淋溶 |
5.4.2 设施菜地硝态氮淋溶阻控措施 |
5.4.3 不确定性分析 |
5.5 小结 |
第六章 施用有机肥对设施菜地土壤氧化亚氮排放的影响 |
6.1 前言 |
6.2 材料与方法 |
6.2.1 室内培养试验 |
6.2.2 设施菜地田间试验 |
6.3 结果分析 |
6.3.1 培养试验中CO_2排放 |
6.3.2 培养试验中N_2O排放 |
6.3.3 培养试验中水溶性有机碳、铵态氮和硝态氮含量 |
6.3.4 夏休闲期间设施菜地土壤CO_2和N_2O排放 |
6.3.5 夏休闲期间设施菜地土壤水溶性有机碳、铵态氮和硝态氮变化 |
6.3.6 N_2O排放与土壤因子之间的关系 |
6.4 讨论 |
6.4.1 夏休闲期间设施菜地N_2O排放 |
6.4.2 有效碳源添加后设施菜地土壤N_2O排放 |
6.5 小结 |
第七章 水氮调控对设施菜地氮素累积及损失的影响 |
7.1 前言 |
7.2 材料与方法 |
7.2.1 研究区域概况 |
7.2.2 试验设计 |
7.2.3 样品采集与测定 |
7.2.4 统计分析 |
7.3 结果与讨论 |
7.3.1 水氮调控对土壤水分和作物产量影响 |
7.3.2 水氮调控对作物吸氮量和氮肥利用率的影响 |
7.3.3 水氮调控对氮素累积及损失的影响 |
7.3.4 水氮调控对氮素平衡的影响 |
7.4 小结 |
第八章 讨论与结论 |
8.1 讨论 |
8.1.1 设施菜地氮素盈余量高 |
8.1.2 设施菜地土壤硝态氮累积及环境效应 |
8.1.3 设施菜地氮素累积和损失阻控 |
8.2 主要结论 |
8.3 研究的创新点 |
8.4 需要进一步研究的问题 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
(6)粪肥还田技术温室气体排放及其减排性能评价研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究与现状 |
1.2.1 农田温室气体排放研究现状 |
1.2.2 过腹还田对农田及温室气体排放影响 |
1.2.3 农田温室气体排放影响因素 |
1.3 农田温室气体排放通量研究方法 |
1.4 研究目标及内容 |
1.4.1 研究目标 |
1.4.2 研究内容 |
1.4.3 技术路线 |
第2章 实验材料与方法 |
2.1 项目区自然地理情况 |
2.2 实验区耕种管理情况 |
2.3 采样和检测 |
2.3.1 监测点布设 |
2.3.2 气体样品采集 |
2.3.3 气体样品检测 |
2.3.4 土壤样品的采集和检测 |
2.4 数据处理 |
第3章 青贮玉米地土壤温室气体排放通量研究 |
3.1 土壤理化性质 |
3.2 CO_2排放通量变化特征 |
3.3 CH_4排放通量变化特征 |
3.4 N_2O排放通量变化特征 |
3.5 玉米不同生长期温室气体排放通量变化特征 |
3.6 本章小结 |
第4章 长期施粪肥对土壤理化性质影响的研究 |
4.1 土壤无机氮变化 |
4.2 土壤三相比与其他参数的相关性 |
4.3 土壤有机质与土壤孔隙度的关系 |
4.4 本章小结 |
第5章 长期施粪肥对青贮玉米地土壤温室气体减排特性研究 |
5.1 农田长期施粪肥的温室气体减排量 |
5.2 土壤有机质与温室气体排放相关性分析 |
5.3 长期施用粪肥对农田温室气体排放影响 |
5.3.1 对CO_2排放的影响 |
5.3.2 对CH_4排放的影响 |
5.3.3 对N_2O排放的影响 |
5.4 不同温室气体排放间的相互关系 |
5.5 本章小结 |
结论与展望 |
结论 |
特色和创新点 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间研究成果 |
(7)少免灌条件下冬小麦田温室气体排放对水分调控的响应(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 前言 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 发展节水农业的意义及少免灌技术的提出 |
1.1.2 研究少免灌技术下温室气体排放的重要性 |
1.2 研究目的及意义 |
1.3 国内外研究概况 |
1.4 研究内容 |
1.5 技术路线图 |
第二章 研究材料与方法 |
2.1 试验地区自然概况 |
2.2 试验设计和田间管理 |
2.3 测定项目和方法 |
2.4 数据处理和分析 |
第三章 少免灌对土壤呼吸的影响及其对土壤水温状况的响应 |
3.1 少免灌处理冬小麦不同生育阶段土壤含水量动态变化 |
3.2 少免灌处理冬小麦不同生育阶段土壤温度动态变化 |
3.3 少免灌处理冬小麦田土壤呼吸动态变化 |
3.4 土壤呼吸速率对土壤含水量和土壤温度的响应 |
3.5 土壤水热条件对土壤呼吸速率的协同效应 |
3.6 讨论 |
3.7 小结 |
第四章 少免灌对土壤微生物呼吸强度和微生物熵的影响 |
4.1 少免灌对冬小麦田土壤微生物呼吸的影响 |
4.2 少免灌对冬小麦田土壤微生物量碳和总有机碳含量的影响 |
4.3 少免灌对冬小麦田土壤微生物熵的影响 |
4.4 少免灌对冬小麦田土壤代谢熵的影响 |
4.5 讨论 |
4.6 小结 |
第五章 少免灌对冬小麦田N2O排放的影响及其影响机理 |
5.1 少免灌处理N2O排放速率动态变化 |
5.2 少免灌处理土壤水分含量和土壤速效氮含量的变化特征 |
5.3 少免灌处理土壤反硝化酶活性的动态变化 |
5.4 少免灌处理N2O排放对土壤水分含量、土壤速效氮含量和反硝化酶的响应 |
5.5 讨论 |
5.6 小结 |
第六章 少免灌对冬小麦田温室气体排放及其强度的影响 |
6.1 少免灌对冬小麦田N2O排放通量和累计排放量的影响 |
6.2 少免灌对冬小麦田CO2排放通量和累计排放量的影响 |
6.3 少免灌对冬小麦田CH4排放通量和累计排放量的影响 |
6.4 少免灌和传统畦灌对全球增温潜势(GWP)的影响 |
6.5 少免灌对作物产量、温室气体排放强度(GHGI)的影响 |
6.6 讨论 |
6.7 小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
(8)生物炭对北方寒区典型黑土水热环境效应的影响分析(论文提纲范文)
摘要 |
英文摘要 |
1 引言 |
1.1 立题依据 |
1.2 研究背景 |
1.2.1 土壤水热动态研究背景 |
1.2.2 农田土壤温室气体排放研究背景 |
1.2.3 生物炭对土壤作用机理的研究背景 |
1.3 研究目的及意义 |
1.4 国内外研究动态 |
1.4.1 土壤热特性参数的研究进展 |
1.4.2 土壤水分运动参数的研究进展 |
1.4.3 土壤温室气体的研究进展 |
1.4.4 生物炭对土壤及作物影响研究进展 |
1.5 主要研究内容 |
1.5.1 生物炭对土壤理化性质的影响机理 |
1.5.2 生物炭对土壤热特性参数的影响分析 |
1.5.3 生物炭对土壤水分运动参数的影响分析 |
1.5.4 生物炭对土壤温室气体排放的影响机理 |
1.5.5 生物炭对作物生长的影响规律 |
1.6 技术路线图 |
2 材料与方法 |
2.1 试验区概况 |
2.1.1 试验区位置 |
2.1.2 试验区气候 |
2.1.3 试验区地貌 |
2.1.4 水资源概况 |
2.2 室外试验设计 |
2.2.1 试验仪器布置 |
2.2.2 试验周期划分 |
2.2.3 试验取样 |
2.3 室内试验设计 |
2.3.1 土壤导水率和水分扩散率的试验设计 |
2.3.2 土壤水分特征曲线的试验设计 |
2.3.3 土壤热特性参数的试验设计 |
2.3.4 土壤冻结特征曲线的试验设计 |
2.4 试验方法 |
2.4.1 土壤基本指标的测定 |
2.4.2 土壤导水率和水分扩散率的测定 |
2.4.3 土壤热特性参数的测定 |
2.4.4 土壤中C、N含量的测定 |
2.4.5 土壤温室气体的测定 |
2.4.6 大豆相关指标的测定 |
2.5 数据处理与分析方法 |
3 生物炭对农田土壤物理性质的影响分析 |
3.1 农田土壤气象环境变化分析 |
3.2 生物炭对土壤基本物理指标的影响 |
3.2.1 生物炭对土壤水分常数的影响 |
3.2.2 土壤其他参数的影响 |
3.3 生物炭对土壤结构性质的影响 |
3.3.1 生物炭对土壤水稳性团聚体含量的影响 |
3.3.2 生物炭对土壤孔径分布的影响 |
3.4 生物炭对土壤冻结特征曲线的影响 |
3.4.1 冻结特征曲线理论模型 |
3.4.2 生物炭对土壤冻结特征曲线的影响分析 |
3.5 生物炭对土壤冻结深度的影响 |
3.6 本章小结 |
4 生物炭对土壤热特性参数的影响分析 |
4.1 生物炭对土壤温度的影响 |
4.2 基于室外试验热特性参数的影响分析 |
4.2.1 生物炭对土壤导热率的影响 |
4.2.2 生物炭对土体积热容量的影响 |
4.2.3 生物炭对土壤热扩散率的影响 |
4.3 基于室内试验土壤热特性参数的影响分析 |
4.3.1 生物炭对土壤热特性参数的影响 |
4.3.2 不同温度条件下生物炭对热特性参数的影响分析 |
4.4 土壤热性能影响因素分析 |
4.4.1 非冻结土壤热性能影响因素分析 |
4.4.2 冻结土壤热性能影响因素分析 |
4.5 本章小结 |
5 生物炭对土壤水分及参数的影响分析 |
5.1 生物炭对土壤水分状况的影响 |
5.2 生物炭对土壤水分特征曲线的影响分析 |
5.3 生物炭对土壤导水率的影响分析 |
5.4 生物炭对土壤水分扩散率的影响分析 |
5.5 水热耦合理论 |
5.5.1 水热耦合方程 |
5.5.2 施加生物炭对土壤热特性参数方程 |
5.5.3 施加生物炭土壤水分运动参数方程 |
5.5.4 联系方程 |
5.6 基于Comsol的水热耦合分析 |
5.6.1 冻结期土壤水热求解 |
5.6.2 融化期土壤水热求解 |
5.6.3 作物生长期土壤水热求解 |
5.7 本章小结 |
6 生物炭对土壤温室气体排放的影响分析 |
6.1 土壤碳氮元素变化规律 |
6.1.1 冻结期土壤碳氮含量变化规律 |
6.1.2 融化期土壤碳氮含量变化规律 |
6.1.3 作物生长期土壤碳氮含量变化规律 |
6.1.4 氮素矿化速率 |
6.2 生物炭对土壤N_2O排放的影响研究 |
6.2.1 N_2O气体排放变化规律 |
6.2.2 冻结期N_2O气体排放规律 |
6.2.3 融化期N_2O气体排放规律 |
6.2.4 作物生长期N_2O气体排放规律 |
6.3 生物炭对土壤CO_2排放的影响研究 |
6.3.1 CO_2气体排放变化规律 |
6.3.2 冻结期CO_2气体排放规律 |
6.3.3 融化期对CO_2气体排放规律 |
6.3.4 作物生长期CO_2气体的排放规律 |
6.4 生物炭对土壤CH_4气体排放的影响研究 |
6.4.1 CH_4气体排放变化规律 |
6.4.2 冻结期CH_4气体排放规律 |
6.4.3 融化期CH_4气体排放规律 |
6.4.4 作物生长期CH_4气体排放规律 |
6.5 全球增温潜势 |
6.6 本章小结 |
7 生物炭对大豆的影响分析 |
7.1 生物炭大豆形态指标的影响 |
7.2 生物炭对大豆光合指标的影响 |
7.3 生物炭对大豆干物质量的影响 |
7.4 生物炭对大豆氮素吸收的影响 |
7.5 生物炭对大豆产量的影响 |
7.6 本章小结 |
8 结论与创新点 |
8.1 结论 |
8.2 主要创新之处 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
(9)西南岩溶石漠化治理区土壤CO2、CH4的变化特征及其碳汇效应 ——以重庆南川区为例(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 土壤CO_2的研究进展 |
1.2.2 土壤CH_4的研究进展 |
1.2.3 岩溶作用及碳汇效应的研究进展 |
1.3 土壤温室气体CO_2和CH_4的测定方法 |
1.4 土壤CO_2和CH_4的影响因素 |
1.4.1 土壤CO_2的影响因素 |
1.4.2 土壤CH_4的影响因素 |
1.5 土壤CO_2和CH_4的时空变化 |
1.5.1 土壤CO_2的时空变化 |
1.5.2 土壤CH_4的时空变化 |
1.6 主要研究内容及技术路线 |
1.6.1 主要研究内容 |
1.6.2 技术路线 |
第2章 研究区概况与研究方法 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 研究区范围 |
2.1.2 研究区自然地理概况 |
2.1.3 研究区石漠化及其治理概况 |
2.2 样地布置 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 土壤CO_2和CH_4气体采集与测定 |
2.3.2 土壤样品采集与处理 |
2.3.3 试片处理和岩溶速率测试方法 |
2.3.4 其他环境因素的测定 |
2.3.5 数据计算与统计分析 |
第3章 土壤CO_2和CH_4浓度的变化特征及影响因素解析 |
3.1 土壤CO_2和CH_4浓度的季节变化特征及影响因素 |
3.1.1 不同深度CO_2浓度的季节变化特征及影响因素 |
3.1.2 不同深度CH_4浓度的季节变化特征及影响因素 |
3.2 土壤CO_2和CH_4浓度的日变化特征及影响因素 |
3.2.1 不同深度CO_2浓度的日变化特征及影响因素 |
3.2.2 不同深度CH_4浓度的日变化特征及影响因素 |
3.3 土壤不同深度CO_2与CH_4浓度的相关分析 |
第4章 地表CO_2和CH_4通量的变化特征及影响因素解析 |
4.1 地表CO_2和CH_4通量的季节变化特征及影响因素 |
4.1.1 地表CO_2通量的季节变化特征及影响因素 |
4.1.2 地表CH_4通量的季节变化特征及影响因素 |
4.2 地表CO_2和CH_4通量的日变化特征及影响因素 |
4.2.1 地表CO_2通量的日变化特征及影响因素 |
4.2.2 地表CH_4通量的日变化特征及影响因素 |
4.3 地表CO_2通量与地表CH_4通量的相关分析 |
第5章 不同石漠化治理方式对碳汇效应的影响分析 |
5.1 不同石漠化治理方式的溶蚀速率及碳汇量 |
5.1.1 试验区与对照区各样地的溶蚀速率及溶蚀量 |
5.1.2 试验区与对照区各样地的岩溶碳汇量 |
5.2 石漠化治理对岩溶碳汇效应的影响 |
5.2.1 岩溶作用强度的影响因素 |
5.2.2 土壤CO_2和CH_4含量对岩溶碳汇的影响 |
第6章 研究结论与展望 |
6.1 研究结论 |
6.1.1 土壤CO_2和CH_4浓度的变化特征及影响因素 |
6.1.2 地表CO_2和CH_4通量的变化特征及影响因素 |
6.1.3 不同石漠化治理方式对碳汇效应的影响 |
6.2 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
(10)加气条件下温室番茄产量与温室气体排放的水肥调控效应(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 加气条件下水肥耦合耦合滴灌研究进展 |
1.2.2 农田土壤CO_2排放研究进展 |
1.2.3 农田土壤N_2O排放研究进展 |
1.2.4 农田土壤CH_4排放研究进展 |
1.3 存在问题 |
1.4 研究内容 |
1.5 技术路线 |
第二章 材料与方法 |
2.1 试验地概况 |
2.2 材料和方法 |
2.2.1 试验材料 |
2.2.2 试验设计 |
2.2.3 灌水施肥加气管理 |
2.3 测定项目与方法 |
2.3.1 土壤温室气体采集 |
2.3.2 温室气体排放影响因素测定 |
2.3.3 番茄生物量、产量和品质指标 |
2.3.4 作物水分利用效率 |
2.3.5 氮肥利用效率 |
2.4 数据分析 |
第三章 土壤环境因子动态变化特征 |
3.1 土壤水分 |
3.2 土壤温度 |
3.3 土壤硝态氮含量 |
3.4 土壤氧气含量 |
3.5 土壤微生物数量 |
3.5.1 硝化细菌数量 |
3.5.2 反硝化细菌数量 |
3.6 讨论和小结 |
3.6.1 讨论 |
3.6.2 小结 |
第四章 温室番茄地土壤温室气体动态排放特征及影响因子 |
4.1 温室气体排放特征 |
4.1.1 土壤CO_2排放通量动态变化特征 |
4.1.2 土壤CO_2排放量动态变化特征 |
4.1.3 土壤N_2O排放通量动态变化特征 |
4.1.4 土壤N_2O排放量动态变化特征 |
4.1.5 土壤CH_4排放通量动态变化特征 |
4.1.6 土壤CH_4排放量动态变化 |
4.2 土壤环境因子对土壤温室气体的影响 |
4.2.1 土壤环境因子对土壤CO_2排放的影响 |
4.2.2 土壤环境因子对土壤N_2O排放的影响 |
4.2.3 土壤环境因子对土壤CH_4排放的影响 |
4.3 讨论小结 |
4.3.1 土壤环境因子对温室番茄地土壤CO_2排放的影响 |
4.3.2 土壤环境因子对温室番茄地土壤N_2O排放的影响 |
4.3.3 土壤环境因子对温室番茄地土壤CH_4排放的影响 |
4.3.4 小结 |
第五章 加气条件下水肥耦合对番茄生物量产量及品质的影响 |
5.1 加气条件下水肥耦合对番茄生物量的影响 |
5.2 加气条件下水肥耦合对番茄产量和品质的影响 |
5.2.1 加气条件下水肥耦合对番茄产量的影响 |
5.2.2 加气条件下水肥耦合对番茄品质的影响 |
5.3 温室番茄水肥气耦合效应综合影响评价 |
5.4 讨论与小结 |
5.4.1 讨论 |
5.4.2 小结 |
第六章 结论 |
6.1 结论 |
6.2 研究的创新点 |
6.3 不足和展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
四、影响土壤N_2O排放和CH_4吸收的主控因素的研究(英文)(论文参考文献)
- [1]氮添加影响油松林根际和非根际土壤温室气体释放的机制[D]. 景航. 西北农林科技大学, 2021
- [2]太湖地区土地利用方式转变对土壤N2O和CH4排放的影响[D]. 钱栋. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [3]浅埋滴灌下施氮水平对春玉米氮效率及土壤温室气体排放的影响[D]. 李锐. 内蒙古民族大学, 2021
- [4]不同耕作及施氮条件下冬小麦田N2O排放特征及影响因子[D]. 彭毅. 西北农林科技大学, 2021
- [5]设施菜地土壤氮素累积及调控研究[D]. 白新禄. 西北农林科技大学, 2021
- [6]粪肥还田技术温室气体排放及其减排性能评价研究[D]. 吴淑勋. 北京建筑大学, 2020(06)
- [7]少免灌条件下冬小麦田温室气体排放对水分调控的响应[D]. 徐悦悦. 西北农林科技大学, 2020(03)
- [8]生物炭对北方寒区典型黑土水热环境效应的影响分析[D]. 马效松. 东北农业大学, 2020
- [9]西南岩溶石漠化治理区土壤CO2、CH4的变化特征及其碳汇效应 ——以重庆南川区为例[D]. 蒲敏. 西南大学, 2020(01)
- [10]加气条件下温室番茄产量与温室气体排放的水肥调控效应[D]. 商子惠. 西北农林科技大学, 2020(02)