近日,水土保持科学与工程学院(水土保持研究所)长武黄土高原农业生态试验站在农田土壤N2O产生机制方面取得新进展。相关成果发表在Soil & Tillage Research, Field Crops Research等期刊。水保学院博士研究生杜炎玲、李晓刚分别为文章的第一作者,郭胜利研究员、王蕊副研究员分别为文章的通讯作者。
氧化亚氮(N2O)是一种长期存在、具有强温室效应的气体,在100年时间尺度上的增温效应是二氧化碳的298倍。农业排放是目前最大的N2O人为排放源,理解农田土壤N2O产生过程及主要控制因素是制定有效减排措施的科学基础。旱作农田土壤N2O排放高峰可能发生在降雨、灌溉、施肥等气候或管理活动后,持续数小时至数天不等。针对这一现象,在国家基金委的资助下,水土保持科学与工程学院(水土保持研究所)长武站以我国黄土高原典型雨养农田土壤为研究对象,从田间现象到微观过程,系统研究了管理措施(氮肥、秸秆施用)和降水过程中土壤孔隙结构及底物可利用性对N2O产生和排放的调控机制,取得了一定进展:①田间原位土壤N2O排放高峰(50–161μgN2O-Nm–2h–1)发生在施肥后10天内;优化施氮量结合增效氮肥处理显著降低了N2O排放量,而对玉米产量没有显著影响;②土壤中直径为95−110μm的孔隙是土壤通气和O2耗竭的关键临界点;③极端降水事件下氮肥和秸秆同时施用加剧土壤O2消耗,从而刺激氧化亚氮的脉冲排放。
图1 细、中、粗三种土壤孔隙网络的三维展示
图2 极端降水事件下土壤底物调控O2和N2O的动态变化
上述研究得到了国家自然科学基金重点项目(No. 41830751)资助。
论文链接:
https://doi.org/10.1016/j.fcr.2024.109408
http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.165192
https://doi.org/10.1016/j.still.2024.106361