干濕變化，氮肥，DCD和水稻秸稈對(duì)稻田土壤N2O，CH4和CO2排放的影響.pdf

1、氧化亞氮(N2O)，甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)是農(nóng)田排放的主要溫室氣體(GHG)。溫室氣體從土壤到大氣的生成和釋放主要受人為活動(dòng)和自然過(guò)程的影響。耕地土壤水分狀況可能在耕作過(guò)程中隨時(shí)間波動(dòng)從而導(dǎo)致土壤性質(zhì)的變化。土壤濕度/含水量是微生物活動(dòng)的重要參數(shù)。硝化細(xì)菌需要土壤孔隙中存在氧氣。可預(yù)測(cè)的是土壤水分狀況的變化會(huì)影響碳(C)和氮(N)在土壤中的周轉(zhuǎn)，從而影響溫室氣體的排放。為了了解不同水分含量(淹水和濕潤(rùn)(60％WFPS)對(duì)土壤

2、溫室氣體的排放影響，我們進(jìn)行了幾項(xiàng)室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。旨在為探索與土壤溫室氣體排放有關(guān)的重大科學(xué)技術(shù)問(wèn)題提供科學(xué)依據(jù)。
　　土壤采自于湖北省咸寧市的油菜-水稻輪作的水稻土壤。風(fēng)干后的土壤用來(lái)進(jìn)行不同處理（有無(wú)DCD、肥料和有機(jī)物（秸稈）組合）的室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。在25℃下分別進(jìn)行連續(xù)淹水，連續(xù)濕潤(rùn)和淹水-濕潤(rùn)的處理。將硅膠置于培養(yǎng)瓶的頂部空間來(lái)吸收水分，從而實(shí)現(xiàn)從淹水到濕潤(rùn)的轉(zhuǎn)化。在所有實(shí)驗(yàn)中定期采集土壤樣品來(lái)分析土壤性質(zhì)和氣體濃度。pH通

3、過(guò)pH計(jì)測(cè)定，微生物生物量碳(MBC)和溶解性有機(jī)碳(DOC)通過(guò)總有機(jī)碳分析儀((vario TOC cube，Elementar，Germany)測(cè)定，銨態(tài)氮和硝態(tài)氮通過(guò)比色法測(cè)定，氧化亞氮(N2O)，甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)的濃度用氣相色譜儀(Agilent7890A，Agilent Technologies Inc.，Santa Clara,CA，USA)測(cè)定。主要結(jié)果和結(jié)論如下。
　　隨著水分從淹水轉(zhuǎn)為濕潤(rùn)狀況

4、(60％WFPS)，N2O的排放相比于持續(xù)淹水和持續(xù)濕潤(rùn)處理顯著增加。在使用了DCD的土壤中，淹水轉(zhuǎn)為濕潤(rùn)的處理中N2O排放峰值受到抑制。添加肥料增加了兩個(gè)水分處理中N2O的排放。添加秸稈的土壤中，當(dāng)淹水轉(zhuǎn)為濕潤(rùn)處理后，N2O排放顯著增加。
　　一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)水分含量較低的時(shí)候（潮濕處理），CH4會(huì)被吸收。然而，當(dāng)土壤處于淹水條件時(shí)觀察到存在CH4排放。在添加秸稈和同時(shí)添加秸稈和肥料(OM+N)的處理中，CH4的排放量達(dá)到最大，分別

5、為380.241μg·kg-1·h-1和298.940μg kg-1h-1。
　　在淹水階段開(kāi)始時(shí)，觀察到較高的CO2排放。經(jīng)過(guò)4天淹水后，CO2的排放量開(kāi)始降低，但當(dāng)水分條件由淹水轉(zhuǎn)為濕潤(rùn)時(shí)，CO2的排放量很高。添加秸稈處理的CO2排放比同時(shí)添加秸稈和氮肥的更高，達(dá)到65.307mg d-1。
　　在秸稈(OM)，秸稈+氮肥(OM+N)，氮肥(N)和DCD加氮肥(D+N)處理中，淹水轉(zhuǎn)為濕潤(rùn)(60％WFPS)的土壤DOC和

6、MBC含量增加。添加DCD可以降低DOC和MBC的含量。添加氮肥(N)，D+N和OM+N的處理中銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的濃度較高。
　　綜上所述，結(jié)果表明，水分變化(淹水轉(zhuǎn)為濕潤(rùn)(60％WFPS))會(huì)增加N2O和CO2的排放量，但會(huì)抑制CH4的排放。土壤水分變化導(dǎo)致土壤中有機(jī)碳和礦質(zhì)氮含量的變化，從而影響溫室氣體的排放。DCD的使用減緩了N2O的排放。施用氮肥和秸稈增加了N2O，CH4，和CO2的排放量。改變土壤的水分條件是調(diào)節(jié)土壤溫室氣