几种土壤反硝化气体（NO、N_2O和N_2）和CO_2、CH_4的排放研究

【摘要】深刻理解不同类型土壤反硝化气体——氮气(N2)、氧化亚氮(N2O)和一氧化氮(NO),以及二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的排放规律,有助于制定合理的温室气体减排措施,定量了解反硝化产物组成对底物碳氮水平的依赖性,也有助于氮转化过程模型研发中制定正确的关键过程参数选取方法或参数化方案。本研究以三种不同类型的土壤(a.粉砂质粘土pH8.5,b.砂壤水稻土pH5.4,c.砂壤水稻土pH6.2)为研究对象,采用氦环境培养-气体及碳氮底物直接同步测定系统,研究完全厌氧条件下上述气体的排放规律及对底物碳含量的响应。研究结果显示：1.对于初始底物硝态氮(NO3-)含量为50mgNkg-1drysoil(ds)和可溶性有机碳(DOC)含量为300mgCkg-1ds的三种不同类型的土壤进行厌氧培养发现,粉砂质粘土反硝化作用排放的氮素气体以N2为主,占氮素气体排放总量约58%,砂壤土反硝化作用排放的氮素气体以N20为主,占氮素气体排放总量的40-49%,其次为NO,占氮素气体排放总量的36-41%。2.采用pH6.2的砂壤水稻土,设置不加碳(HBN)和加碳(HBCN)两个处理,前者的初始NO3-和DOC含量分别为～50mgkg-1ds和-28mgkg-1ds,后者的分别约为50mgkg-1ds和300mgkg-1ds,HBN处理无CH4排放,而HBCN处理可观测到CH4排放；NO、N2O和N2排放量占这3种氮素气体排放总量的比重,在HBN处理分别约为9%、35%和56%,在HBCN处理分别约为31%、50%和19%,处理间差异显著(P<0.01)。这些结果表明：碳底物水平可显著改变所排放氮素气体的组成；对于旱地阶段硝态氮比较丰富的水稻土,避免在淹水前或淹水期间施用有机肥,有利于削减温室气体排放。3.反硝化气体N2、N2O和NO排放,回收土壤N03-和N02-变化的93-100%,基本实现了培养前后的氮素质量平衡。4.通过对氦环境培养-气体(GFSC)及碳氮底物(SMOS)直接同步测定系统的耦合实验研究,显示气体排放与底物消耗和累积量符合已有的反硝化理论,两个系统的观测结果呈现良好的同步状态,SMOS系统可以用于跟踪GFSC系统的底物变化趋势,为深入了解反硝化机理提供有力、可靠的实验工具。
【作者】陈诺；
【导师】胡荣桂；郑循华；
【作者基本信息】华中农业大学，环境工程，2014，硕士
【关键词】反硝化作用；氮气；氧化亚氮；硝态氮；可溶性有机碳；

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