土壤-大豆系統(tǒng)N-,2-O排放的生理生化機(jī)理研究.pdf

1、N<,2>O(氧化亞氮)作為一種重要的溫室氣體，目前在大氣中濃度約為0.32ppm，年增長(zhǎng)率為0.25％，對(duì)全球變暖的貢獻(xiàn)約為6％，增溫潛勢(shì)約為CO<,2>的310倍，還對(duì)大氣臭氧層有破壞作用，使地表的紫外輻射增加。但是，目前對(duì)大氣N<,2>O的源匯估算仍有很大的不確定性，可能是對(duì)已知源的強(qiáng)度估算不足或某些重要的源本文采用封閉式分隔箱法，對(duì)田間栽培大豆、土壤N<,2>O排放通量進(jìn)行了研究。并應(yīng)用氣相色譜法、同位素比率質(zhì)譜法，對(duì)植物排放N

2、<,2>O在土壤-植物系統(tǒng)中的貢獻(xiàn)進(jìn)行了初步研究：對(duì)影響植物N<,2>O排放的環(huán)境因素光照、溫度、光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度進(jìn)行了探討：研究了植物N代謝過程中的硝酸還原酶、亞硝酸還原酶、硝酸鹽、亞硝酸鹽含量同N<,2>O排放通量的關(guān)系：研究了溫度、濕度對(duì)土壤N<,2>O排放通量的影響：而且還通過封閉式箱法研究了大豆的N<,2>O傳輸作用。研究結(jié)果表明： 為研究大豆是否傳輸土壤中的N<,2>O，分別將大豆置于純水中和充入2ml/

3、L的N<,2>O的水中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，大豆置于純水中和充入N<,2>O的水中，其N<,2>O排放通量沒有明顯差異。所以大豆不會(huì)傳輸水中的N<,2>O。在大田土壤N<,2>O濃度極低的情況下，大豆不會(huì)傳輸土壤中的N<,2>O。 應(yīng)用封閉式分隔箱法對(duì)田間大豆的N<,2>O排放通量在土壤-大豆中的貢獻(xiàn)率進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表明，在50多天的觀測(cè)期內(nèi)，大豆排放的N<,2>O在土壤-植物系統(tǒng)所占份額差異很大(8％-67％)，施加尿素和不施加尿

4、素處理的平均貢獻(xiàn)率為24.47％、20.13％。并且施加尿素的處理比沒有施加尿素的貢獻(xiàn)率高。計(jì)算土壤-大豆系統(tǒng)N<,2>O排放通量，鑒于用封閉式箱法測(cè)定的土壤-大豆系統(tǒng)N<,2>O排放通量值不是太精確，所以本文利用大豆與土壤排放的N<,2>O的通量和作為土壤-大豆系統(tǒng)N<,2>O排放通量值。證實(shí)了植物可能是大氣N<,2>O的一個(gè)不可忽視的排放源，以往可能低估了陸地生態(tài)系統(tǒng)的N<,2>O排放強(qiáng)度。 利用封閉式箱法對(duì)大豆排放N<,2

5、>O的變化規(guī)律進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在植物的開花結(jié)莢期，大豆N<,2>O排放通量比較少而且變化不大：而到成熟期時(shí)，大豆N<,2>O的排放通量急劇增加，達(dá)到了一個(gè)大的排放高峰。造成這種現(xiàn)象的主要原因可能是，在大豆成熟期，隨著大豆植株的衰老，大豆體內(nèi)的N素營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)移，造成大豆后期N<,2>O排放通量急劇增加。而在整個(gè)觀測(cè)期，施加尿素處理的大豆N<,2>O排放通量比沒有施加尿素處理的通量大，所以N素肥料能增加植物N<,2>O的排放。用封閉式

6、箱法對(duì)土壤N<,2>O的排放通量進(jìn)行了連續(xù)觀測(cè)。結(jié)果表明，前期土壤N<,2>O排放通量比較穩(wěn)定，沒有太大的變化。而從8月7日開始土壤N<,2>O的排放增加，達(dá)到了一個(gè)排放高峰，而在大豆的成熟末期，土壤的排放通量又顯著增加，形成又一個(gè)排放高峰。這可能是由于大豆成熟后期，大豆的根瘤破裂，造成大量被固定的N素進(jìn)入土壤。 對(duì)大豆N代謝過程中葉片的硝酸還原酶活性、亞硝酸還原酶活性、硝酸鹽、亞硝酸鹽含量與N<,2>O排放的關(guān)系進(jìn)行了研究。研

7、究結(jié)果表明，硝酸還原酶活性、亞硝酸還原酶活性、硝酸鹽、亞硝酸鹽含量與N<,2>O排放通量呈正相關(guān)。 在觀測(cè)大豆N<,2>O排放通量的同時(shí)對(duì)影響N<,2>O排放的環(huán)境因素進(jìn)行了觀測(cè)。結(jié)果表明，光照和溫度是影響N<,2>O排放的重要因素。植物N<,2>O排放通量與光合速率、呼吸速率、氣孔導(dǎo)度呈正相關(guān)關(guān)系。 在觀測(cè)土壤N<,2>O排放的同時(shí)，還研究了溫度和濕度對(duì)土壤N<,2>O排放通量的影響。結(jié)果表明，溫度與施加尿素、不施加尿