南京农业大学资源与环境科学学院江苏省低碳农业与温室气体减排重点实验室
- 作品数：17 被引量：162H指数：9
- 相关作者：周自强王浩成张恒范长华李巧玲更多>>
- 相关机构：山西农业大学资源环境学院中国科学院南京土壤研究所华南农业大学资源环境学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金公益性行业(农业)科研专项更多>>
- 相关领域：农业科学环境科学与工程天文地球更多>>
- 菜地氨氧化微生物驱动的N_(2)O和NO对有机无机肥配施的响应被引量：5
- 2021年
- 氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)是驱动土壤氨氧化过程的"引擎".氨氧化过程在土壤氧化亚氮(N_(2)O)和一氧化氮(NO)排放过程中扮演着重要角色.有机无机肥配施是实现化肥零增长和作物稳产增产的重要途径,但在有机无机肥配施下,菜地土壤AOB和AOA对氨氧化过程的相对贡献仍不清楚.本研究采用选择性抑制的方法(辛炔和乙炔)区分有机肥添加近3年后(2016年10月—2019年5月)AOB和AOA在氨氧化过程中对碱性菜地土壤N_(2)O和NO产生的相对贡献.试验共设5种施肥处理:不施氮肥(CK)、单施尿素(N)、单施有机肥(M)、50%尿素+50%有机肥(M1N1)和80%尿素+20%有机肥(M1N4).结果表明,有机无机肥配施(M1N1和M1N4)可显著增加土壤电导率、有机碳和全氮含量.培养试验发现,与N处理相比,M和M1N1处理分别使N_(2)O排放量增加100.7%和38.8%,NO排放量增加77.9%和42.8%,AOB基因丰度增加16.6%和10.2%,同时,AOB对N_(2)O排放的相对贡献增加6.5%.相反,M1N4处理分别使N_(2)O和NO排放量降低19.3%和4.8%,AOB基因丰度降低37.5%,同时,AOB对N_(2)O及NO排放的相对贡献分别降低7.8%和7.4%.相关分析表明,土壤N_(2)O和NO累积排放量与土壤AOB基因丰度呈显著正相关(p<0.05),与土壤AOA基因丰度无显著相关性.有机无机肥配施下AOB是氨氧化过程的主要驱动者,适当比例的有机无机肥配施(即M1N4)措施可在一定程度上减弱AOB对碱性菜地土壤N_(2)O及NO排放的相对贡献.
- 陈安枫张溪张前前朱爽阁熊正琴
- 关键词：有机无机肥配施
- 施用生物炭与硝化抑制剂对菜地综合温室效应的影响被引量：18
- 2014年
- 采用静态暗箱-气相色谱法,研究施用生物炭与添加硝化抑制剂对菜地周年综合温室效应的影响.结果表明： 与不施用生物炭相比,施用生物炭处理N2O和CH4的综合温室效应增加8.7%-12.4%,蔬菜产量增加16.1%-52.5%,温室气体强度降低5.4%-28.7%.添加硝化抑制剂显著减少N2O排放,不影响CH4排放,综合温室效应减少17.5%-20.6%,蔬菜产量增加21.2%-40.1%,温室气体强度显著降低.混合施用生物炭与硝化抑制剂一方面增加蔬菜产量,另一方面显著增加综合温室效应（增幅为10.6%-11.2%）.因此,在菜地添加硝化抑制剂,既能保证蔬菜产量又能减少温室气体排放,是合适的减排措施.
- 李博李巧玲范长华孙丽英熊正琴
- 关键词：菜地生物炭硝化抑制剂
- 间作板蓝根对冬小麦生长及麦田CH_4通量影响与经济环境效益分析被引量：9
- 2016年
- 本文研究冬小麦间作板蓝根对小麦生长和麦田CH4通量的影响,并对其进行经济与环境效益分析。试验在南京信息工程大学农业气象试验站采用田间小区试验进行,采用静态箱(暗箱)0气相色谱法在小麦生育期定期取样分析麦田CH4通量,同时记录不同处理下小麦的生物量,收获后测定小麦及板蓝根产量。结果表明,与对照施肥单作处理(NPKW)相比,施肥间作板蓝根处理(NPKWR)小麦产量与千粒重分别增加9%和1%;冬小麦田CH4的通量主要是吸收,吸收量表现为施肥间作板蓝根处理(NPKWR)>不施肥处理(N0P0K0W)>裸地(N0P0K0W0)>施肥单作处理(NPKW),施肥间作板蓝根处理(NPKWR)比施肥单作处理(NPKW)冬小麦田的CH4吸收量累计增加34%,间作模式使板蓝根与小麦综合增产5%,每公顷多盈利2017.25元。本研究表明冬小麦间作板蓝根为提高土地资源利用率、发展低碳农业、增加经济效益环境效益提供一项新技术。
- 尚小厦吴洪生高志球李季任迁琪季炜马世杰Ogou Katchele FaustinKakpa Didier徐亚陈素云邹建文张要军姚童言钱璟珊王从
- 关键词：冬小麦板蓝根CH4
- 不同海拔茶园土壤N_(2)O排放的温度敏感性被引量：1
- 2024年
- 针对氧化亚氮(N_(2)O)排放对增温响应在不同生物群落中可能存在差异和茶园土壤高度异质性会加剧其对增温响应的不确定性的问题,以海拔分别为(E1)537、(E2)433、(E3)350、(E4)308和(E5)238 m的茶园土壤为对象,在3个温度(15、25和30℃)下进行了为期35 d的培养实验,探究不同海拔茶园土壤N_(2)O温度敏感性及其驱动因素.结果表明,增温会促进不同海拔茶园土壤N_(2)O排放,但对于不同海拔的影响并不一致.具体而言,增温降低了E1处理的N_(2)O累计排放量,但差异不显著;同时增加了E2~E5处理的N_(2)O累计排放量,其中E3~E5处理的排放量显著增加.不同海拔茶园土壤N_(2)O的Q_(10)值之间存在极显著差异,Q_(10)值的范围为0.90~4.98,其中:E4>E5>E3>E2>E1.多元回归模型分析表明,土壤理化和微生物共同解释了不同海拔茶园土壤N_(2)O温度敏感性变异的97.4%,其中N_(2)O温度敏感性与细菌beta多样性PCo A1显著正相关.研究结果认为,增温可促进不同海拔茶园土壤N_(2)O排放,但海拔与N_(2)O温度敏感性变化之间没有一致的变化规律,而N_(2)O温度敏感性主要受细菌beta多样性的影响.
- 沈梦雪王金阳李竹焘林海燕郭姝敏邹建文
- 关键词：茶园海拔
- 典型菜地土壤剖面N2O浓度、扩散通量与净周转率变化被引量：4
- 2019年
- 利用地下气体原位采集系统-气相色谱法,周年监测休耕裸地与轮作菜地(茼蒿-空心菜-大青菜)7、15、30和50 cm土层N2O浓度变化,旨在探究菜地土壤剖面N2O扩散通量变化和净周转率.结果显示:菜地土壤剖面N2O浓度呈现较大的时空变异性,轮作菜地7、15、30和50 cm土层N2O平均浓度分别达到休耕裸地对应土层的1.9、8.7、9.2与26.7倍,0-30 cm土层土壤N2O浓度随土层深度增加而增加,30-50 cm土层逐渐降低,表明氮肥施用显著促进了上层土体内N2O的产生.休耕裸地与轮作菜地4个土层N2O扩散通量(以N计)变幅分别为-354-420μg m^-2 h^-1与482-1 510μg m^-2 h^-1,其中休耕裸地30-50 cm土层N2O扩散通量为负值,表明该土层N2O以吸收为主.轮作菜地7-15 cm土层N2O扩散通量最高为1 510μg m^-2 h^-1 ,分别比0-7 cm、15-30 cm与30-50 cm高68.1%、2.5%与36.6%,表明7-30 cm为N2O的主要产生位点.休耕裸地与轮作菜地0-15 cm土层间N2O净周转率以负值为主,15-50 cm以正值为主,表明N2O的周转在土壤剖面中层(7-30cm)最快.综上,N2O浓度在土层中的分布情况为从上到下先增加后减少,主要产生位点于30 cm土层并从该层向其上下层扩散输送;结果可为菜地土壤N2O产生位点的定位及其转化过程的研究提供参考.
- 马智勇贾俊香熊正琴许剑敏王玲张菁
- 关键词：菜地土壤剖面氧化亚氮扩散通量
- 氮肥调控对紫云英-水稻轮作系统结瘤固氮特征及生产力的影响被引量：3
- 2024年
- [目的]研究不同水平氮肥管理对绿肥季共生固氮、固氮酶活性及后茬单季稻养分吸收和产量的综合影响。[方法]本试验以长期紫云英-水稻轮作系统为研究对象,设置4个处理:水稻-冬闲-NO (RF-N0)、水稻-紫云英-NO (RM-N0)、水稻-紫云英-N1 (RM-N1)、水稻-紫云英-N2 (RM-N2),NO、N1、N2分别代表绿肥季施用NO、50、100 kg/hm^(2),水稻季则统一施入N200 kg/hm^(2)。进行两个轮作周期的田间试验,测定紫云英季植株氮吸收量、根瘤量、根瘤固氮酶活性及水稻季植株氮吸收、籽粒产量和品质。[结果]在绿肥季,RM-N0处理紫云英两年平均共生固氮量达N 78.3 kg/hm^(2),共生固氮率高达91.1%。与RM-N0处理相比,RM-N1和RMN2处理两年平均固氮量分别减少6.5%和50.8%,共生固氮率分别降低22.1%和72.1%。配施氮肥改善了根瘤固氮酶活性,但配施高量氮肥显著降低了紫云英根瘤重量。RM-N0处理紫云英氮吸收量为N 86.0 kg/hm^(2),与之相比,RM-N1和RM-N2处理紫云英两年平均氮吸收量分别提高25.5%和62.7%。与RF-N0处理相比,RM的3个处理水稻产量2021年提高了6.1%~10.8%,2022年提高了6.7%~10.9%。与RF-N0相比,RM-N1和RMN2处理水稻籽粒蛋白质含量分别显著提高了11.5%和21.5%,籽粒直链淀粉含量和食味值则无显著变化。与RF相比,RM的3个处理均显著抑制杂草生长,改善土壤全氮含量。紫云英根际土壤RM-N0处理AOA基因拷贝数最大,RM-N2处理AOB基因拷贝数最大,RM-N1处理nifH基因拷贝数最大。[结论]种植并翻压紫云英可显著抑制杂草生长,增加水稻产量,改善水稻品质。紫云英施用氮肥可提高其氮吸收量,改善固氮酶活性;低氮肥用量还可显著提高根瘤生物量,显著增加土壤中nifH基因拷贝数。因此,在水稻-紫云英轮作系统,紫云英季施用N 50 kg/hm^(2)可显著提升绿肥对水稻的增产提质效果,提高土壤生产力。
- 张军倩董玉兵焦颖王冰雪王琛源宋梦馨熊正琴
- 关键词：紫云英固氮酶活性水稻品质
- 大气二氧化碳含量升高对稻麦产量影响的整合分析被引量：14
- 2013年
- 收集整理国内外130篇原始论文的试验数据资料,应用整合分析(meta-analysis)方法定量评估大气CO2含量升高对水稻和小麦产量形成及相关生理学指标的影响。结果表明:与本底大气CO2含量相比,大气CO2含量升高导致水稻和小麦产量平均分别增加了19.31%(95%置信区间CI:16.87%～21.76%)和17.27%(CI:14.94%～19.60%),主要通过增加穗数和每穗粒数实现,其中水稻单位面积穗数和每穗粒数分别增加11.9%和13.4%,小麦单位面积穗数和每穗粒数分别增加12.8%和10.5%,而对稻麦千粒质量的影响不显著。水稻和小麦总生物量分别增加22.11%和15.86%,其中地下部分生物量的增加高于地上部分。当大气CO2含量为600～680μmol.mol-1时,稻麦产量及生物量的增加量最大。作物叶片生理学指标对大气CO2含量升高的响应敏感,如水稻光饱和光合速率、叶面积指数分别增加8.15%和19.39%,小麦光饱和光合速率和叶面积指数分别增加10.49%和9.40%。大气CO2含量升高对稻麦的施肥效应在气室模拟研究中最为明显,高于开顶气室(OTC)和自由大气CO2富集(FACE)平台研究。大气O3升高、高温、干旱、低N等胁迫因子可削弱大气CO2含量升高对稻麦的施肥效应。
- 陈楠楠周超王浩成刘树伟张令邹建文
- 关键词：水稻小麦
- 氮肥配施小麦秸秆生物炭对稻麦轮作土壤剖面CH_4和N_2O浓度的影响被引量：9
- 2015年
- [目的]施用生物炭是稻麦轮作系统温室气体减排的新型措施。研究甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)在土壤剖面中的分布特征,可以揭示生物炭影响温室气体的产生和排放机制。[方法]设置对照(N0B0)、单施氮肥(N1B0)、单施生物炭(N0B1)和氮肥配施生物炭(N1B1)4个处理,利用土壤剖面气体原位采集系统研究氮肥配施生物炭对稻麦轮作系统土壤剖面7、15、30和50 cm这4个层次CH4和N2O浓度周年变化的影响。[结果]N2O浓度的峰值均出现在氮肥施用后;施氮肥处理较不施氮肥处理显著增加水稻季土壤各层次CH4浓度和整个轮作期间土壤各层次N2O浓度(P<0.05);施氮处理均表现出土壤上层CH4和N2O浓度高于下层。生物炭效应则随氮肥施用与否而异:施氮条件下生物炭处理显著降低水稻季土壤7和15 cm处CH4的浓度(P<0.05),平均降幅为24.8%;也显著降低小麦季土壤各层次N2O的浓度(P<0.05),平均降幅为33.2%;在不施氮条件下单施生物炭则显著增加了水稻季土壤各层次CH4的浓度(P<0.05)。[结论]配施生物炭可以显著降低稻麦轮作体系表层土壤中CH4和N2O的浓度,从而降低稻麦轮作系统CH4和N2O的产生和排放。
- 周自强李露张恒熊正琴
- 关键词：土壤剖面氧化亚氮生物炭氮肥稻麦轮作
- 田间老化生物质炭减缓稻麦轮作系统土壤N2O排放能力降低的机理被引量：1
- 2023年
- 生物质炭作为一种重要的土壤调节剂,在固碳减排尤其氧化亚氮(N_(2)O)减排方面的作用日益突出。为明确生物质炭对田间N_(2)O排放的持续效应及其作用机理,通过田间定位试验,分析稻麦轮作体系新鲜和田间不同时间老化生物质炭对N_(2)O排放的影响。试验共设置5个处理,分别为CK(不施氮肥和生物质炭)、N(施氮肥)、NB0y(氮肥+新鲜生物质炭)、NB2y(氮肥+2年老化生物质炭)和NB5y(氮肥+5年老化生物质炭),动态监测稻麦轮作周期N_(2)O排放,测定水稻和小麦收获后土壤理化性质和氮循环功能基因丰度。结果表明,生物质炭显著降低土壤N_(2)O累积排放量32.4%~54.0%,且表现为NB0y>NB2y>NB5y。与N处理相比,NB0y、NB2y和NB5y处理显著提高土壤pH 0.6~1.2个单位、土壤有机碳(SOC)含量21.4%~58.6%、硝态氮( NO_(3)^(-)-N)含量1.7%~31.3%,对土壤pH改善能力随着生物质炭老化而下降。生物质炭处理显著提高nosZ基因丰度54.9%~249.4%,土壤(nirS+nirK)/nosZ比值随着生物质炭老化而增加。相关性分析表明,土壤N_(2)O累积排放量与pH呈显著负相关,与 NO_(3)^(-)-N含量和amoA-AOB(氨氧化细菌)丰度呈显著正相关。因此,新鲜和田间不同时间老化生物质炭均能显著改善土壤理化特性,降低土壤N_(2)O排放且新鲜生物质炭的作用效果优于老化生物质炭。土壤NO_(3)^(-)-N含量及(nirS+nirK)/nosZ比值的增加,是导致老化生物质炭减排N_(2)O能力降低的主要原因。
- 朱爽阁张前前徐昕彤毕瑞玉宋燕凤熊正琴
- 关键词：稻麦轮作系统
- 青奥会前后南京PM2.5重金属污染水平与健康风险评估被引量：33
- 2016年
- 人类活动对大气环境的影响已成为人们关注的焦点.于青年奥林匹克运动会(青奥会,Youth Olympic Games)召开前后(2014年4~9月)动态监测南京大气中PM_(2.5)及其6种重金属质量浓度和污染特征,并分析其健康风险.结果表明,观测期间PM_(2.5)质量浓度变化范围为26.39~80.31μg·m^(-3),青奥会前的4、5和7月大气中PM_(2.5)质量浓度均达到国家空气质量二级标准(24 h质量浓度限值75μg·m^(-3)),青奥会期间达到国家空气质量一级标准(24 h质量浓度限值35μg·m^(-3)).青奥会结束后,空气污染出现反弹,大气PM_(2.5)质量浓度平均值为76.14μg·m^(-3).观测期间大气PM_(2.5)中重金属离子质量浓度的变化特征并不一致,主成分分析表明,污染物源排放是影响PM_(2.5)重金属离子质量浓度变化最重要因素.青奥会期间PM_(2.5)及重金属离子质量浓度均降至观测期间最低值,这与召开青奥会所采取的一系列政策干预减排措施发挥作用有关.PM_(2.5)中Cd、Cu、Ni、Pb通过呼吸和皮肤暴露的健康风险值均在可接受水平范围内,而Cr存在较大的致癌风险;Mn通过呼吸暴露对成年男性造成较大的非致癌风险;同时PM_(2.5)中6种重金属通过皮肤暴露对儿童也造成较大非致癌风险.
- 张恒周自强赵海燕熊正琴
- 关键词：PM2.5重金属污染水平健康风险评估
