有机肥对农田土壤二氧化碳和甲烷通量的影响

有机肥对农田土壤二氧化碳和甲烷通量的影响

3

董玉红1,2

　欧阳竹

133

(1中国科学院地理科学与资源研究所禹城综合实验站,北京100101;2

中国科学院研究生院,北京100093)

【摘要】　研究了不同有机肥施用(鸡粪、猪粪、牛粪)对夏玉米田土壤CO 2和CH 4通量的影响.结果表明,

不同处理的CO 2通量具有相同的季节变化趋势,受土壤温度和湿度的共同影响,土壤CO 2通量和大气温度、地表温度、地下温度呈显著正相关,当温度不是限制因子的时候,CO 2通量和土壤水分含量呈显著正相关(P <0105).玉米整个生长季大部分时间土壤为CH 4的吸收汇,源汇的变化受环境因子的影响,但是相关分析并不显著.不同处理的土壤CO 2季节平均排放通量为015124～018518g ?m -2?h -1,和CK2相比,玉米种植促进了CO 2的排放,施用有机肥也增加了CO 2的排放,所有有机肥处理的平均排放通量和CK2差异显著,但只有S2和P2和CK1的差异显著.不同处理农田土壤CH 4的季节平均通量为-010068～-010484mg ?m -2?h -1,有机肥施用抑制了土壤对CH 4的吸收,施肥量高抑制作用强,但是统计分析差异并不显著.

关键词　有机肥　CO 2　CH 4　温室气体　土壤文章编号　1001-9332(2005)07-1303-05　中图分类号　S147.2;X511　文献标识码　A

E ffects of organic manures on CO 2and CH 4fluxes of farmland.DON G Yuhong 1,2,OU Y AN G Zhu 1(1Y ucheng Com prehensive Ex perimental S tation ,Institute of Geographical Sciences and N atural Resources Research ,Chi 2nese Academy of Sciences ,Beijing 100101,China ;2Graduate School of Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100093,China ).2Chin.J.A ppl.Ecol .,2005,16(7):1303～1307.

This paper studied the effects of chicken manure ,swine waste and cattle manure on the CO 2and CH 4fluxes of a farmland planted with summer maize.The results showed that the CO 2flux had the same trend under different organic manure application ,which was influenced by soil temperature and soil water content.The flux was signif 2icantly related with air temperature ,soil surface temperature and soil temperature (P <0105).When soil temper 2ature was not a limiting factor ,soil water content was significantly related with soil CO 2flux.At most maize growth stages ,soil was a sink of CH 4.The variation of CH 4source 2sink was influenced by environmental factors ,but the correlation was not significant.The mean seasonal flux of CO 2was from 0.5124to 0.8518g ?m -2?h -1,and that of CH 4was from -0.0068to -0.0484mg ?m -2?h https://www.wendangku.net/doc/a11386773.html,pared with CK2,maize planting and organic manure application enhanced CO 2emission.The application of organic manures inhibited the CH 4uptake by soil ,and higher application rate had a higher inhibitory effect.K ey w ords Organic manure ,CO 2,CH 4,Greenhouse gas ,S oil.

3国家重大基础研究(973)前期专项研究资助项目(2003CCB001).

33通讯联系人.

2004-03-10收稿,2004-07-05接受.

1　引 言

农业生产对温室气体的排放有贡献,农田土壤可作为CO 2、CH 4和N 2O 的源或汇,农业管理措施特别是施肥对温室气体排放的影响很大,各种肥料中有机肥对农田土壤碳转化的影响最大,来自不同动物有机肥料成分不同,肥料成分的不同影响了其后施用到农田后的温室气体的排放[22].目前有机肥施用对旱地土壤CO 2排放的研究大多是通过实验室培养模拟试验来揭示碳的转化,对于有机肥施用到农田后土壤CO 2排放的研究较少[2,19].有机肥施用对稻田土壤CH 4排放的影响研究较多[24],通气状况良好的土壤是CH 4的最大吸收汇,施肥对CH 4

氧化表现为抑制作用[16],研究土壤CH 4吸收汇影响因素和采取一些措施促进土壤对CH 4的吸收,也是目前减缓气候变暖的一项措施[13,20].

有机肥施用对农田土壤CO 2和CH 4通量的综合影响研究较少,很少考虑有机肥组分对温室气体排放的影响,目前温室气体减排已经引起人们的广泛关注,减少有机肥施用后的温室气体排放的前提是理解其排放过程以及与环境因子的关系.本研究选用农业生产上常用的3种有机肥,并结合考虑有机肥种类、有机肥养分含量及外部环境因子,探讨它们对农田土壤CO 2和CH 4通量的影响.

应用生态学报　2005年7月　第16卷　第7期

CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,J ul.2005,16(7)∶1303～1307

2　材料与方法

211　试验地点

试验点位于中国科学院禹城试验站内,地处116°37′E, 36°36′N,海拔20m,主要耕作制度为冬小麦2夏玉米轮作.该地区属于暖温带半湿润季风气候区,多年平均气温1312℃,降雨量为538mm.地貌类型为黄河冲积平原,土壤母质是黄河冲积物,以潮土和盐化潮土为主,表土质地为轻2中壤土.该站所在地区的自然条件和农业生产水平在黄淮海平原具有代表性.播种前测定试验地表层土壤基本理化性状,p H值为8146,有机质为1147%,全氮为0109%,全P(P2O5)为012%,全K(K2O)为2126%,NO3-2N为20145mg?kg-1, NH4+2N为1134mg?kg-1.

212　试验设计

田间试验设8个处理,每个处理3个重复,每个小区面积6m×7m,处理随机排列,小区间隔0165m,周围设置保护行.处理分别为:CK1-不施肥种玉米的对照,CK2-不施肥不种玉米的裸地,S1,S2-猪粪,C1,C2-牛粪,P1,P2-鸡粪;1,2分别代表15、30t?hm-2两个施肥水平.施用的有机肥已堆腐一个多月,施肥前取样后冰冻保存,鲜样分析NO3-2N、NH4+2N和p H,NO3-2N、NH4+2N含量的测定是用2mol?L-1KCl浸提后测定,风干样用消煮法测定有机肥全N、P、K含量,3种有机肥的养分含量如表1所示.玉米前茬作物为小麦,收获后于2003年6月16日均匀撒施有机肥后旋耕,于6月17日播种,整个生长季没有灌水,于10月5日收获.

表1　施用有机肥的化学性状

T able1Chemical properties of organic m anure applied to the soil

有机肥1)N

(%)

P

(P2O5%)

K

(K2O%)

p H NO32N

(mg?kg-1)

NH42N

(mg?kg-1)

猪粪2)0176014201718155169149962142

牛粪3)016801660130812520212880129

鸡粪4)01920193018981556711371294144

1)Organic manures;2)Swine waste;3)Cattle manure;4)Chicken manure.

213　样品采集、分析与通量计算

气体通量用静态箱法测定,采样箱用不锈钢制成,长、宽、高为50cm×50cm×50cm,播种前将不锈钢底座安置在小区中央的玉米行间,插入土壤10cm深处,整个生长季不再移动,框内不含玉米和杂草,观测时将采样箱放在底座外缘四周的凹槽中,并用水密封,盖箱后0、10、20、30min用100ml塑料注射器抽取箱内气体,用于CO2和CH4浓度的分析.采集来的气样用改进的Agilent4890气相色谱仪同时分析CO2和CH4,对于测定的方法和条件已有详述[25],该仪器检测的灵敏度和稳定性均很高,能够满足农田生态系统几种温室气体同步测定的要求.气体通量的计算是通过气体浓度随时间的变化来计算单位面积的气体排放通量.计算公式:

F=M/V0×P/P0×T0/T×H×dC t/d t

式中,F为土壤气体通量(CO2为g?m-2?h-1,CH4为mg?m-2?h-1),M为气体的摩尔质量(g?mol-1),V0为标准状态下(温度273K,气压1013hPa)气体的摩尔体积(22141×10-3m3),T0和P0分别为标准状态下的空气绝对温度和气压,P为采样点的气压,T为采样时的绝对温度,dC t/d t为观测时间箱内气体浓度随时间变化的直线斜率,正值表示排放,负值表示吸收,h为采样箱的高度.每次取气的同时测定大气温度、土壤表面温度、地下5cm土温、土壤含水量.

3　结果与讨论

311　有机肥施用后土壤CO2和CH4通量的时间变化动态

土壤CO2排放是土壤中生物学和生物化学过程综合作用的结果,是植物根系、土壤微生物、土壤动物等呼吸排放的共同产物,土壤理化因子和气象因子共同影响着它们的生命进程和土壤气体的扩散[6,12].图1显示出不同种类有机肥施用后CO2排放通量的时间动态,土壤CO2通量在各处理中显示相同的时间变化趋势,都有排放峰的出现,其间的波动受土壤温度和土壤水分含量的影响.由于受植物根系呼吸的影响,CO2通量与作物生长有关,不施肥种植玉米的处理C K1的CO2排放通量要高于不种玉米的C K2,且玉米生长季节盛期的各处理CO2通量值高于生长季末期.CO2通量在各处理中的范围为0.24～1153g?m-2?h-1.研究表明,西藏高原农牧地不同植被覆盖下的土壤CO2排放通量为117～1015kg?hm-2?h-1[14],我国施肥麦田土壤CO2通量为120～400mg?m-2?h-1[18].黄淮海平原地区夏玉米农田土壤呼吸动态的研究表明,土壤呼吸季节变化大体呈现温度变化的趋势,施用有机肥增加了土壤呼吸,本研究中的土壤排放速率与之结果相似[21].

土壤中CH4产生和氧化是微生物活动的结果,在厌氧条件下,甲烷菌分解土壤中的有机质,产生CH4,在好气土壤中,CH4又被氧化菌氧化,CH4在土壤中的排放或氧化受各种因子的影响,主要有土壤理化特性、气温和季节变化[11,23].由图2可以看出,本研究中,不同种类有机肥处理后,玉米土壤CH4的通量变化比较复杂,在施肥初期土壤为CH4的排放源,此后整个玉米生长季中除个别时间外,大多时间CH4通量均为负值,土壤为大气CH4的吸收“汇”,不同处理CH4通量范围为-011247～011356 mg?m-2?h-1.

4031应　用　生　态　学　报 16卷

图1　有机肥施用后CO 2排放通量的时间变化动态(

误差线代表的是标准偏差)

Fig.1Temporal trends of CO 2flux after organic manure application (Vertical bars are STDEV for means ).

图2　有机肥施用后CH 4通量的时间变化动态

Fig.2Temporal trends of CH 4flux after organic manure application.

312　有机肥施用对夏玉米田土壤CO 2和CH 4平均

排放通量的影响

CO 2平均排放通量如表2所示,种植玉米的处

理CO 2排放通量高于裸地不种植玉米的土壤,有机

肥的施用促进了土壤CO 2的排放,即对照排放小于施用有机肥的处理,同一种类有机肥中,高施肥量处

5

0317期 董玉红等:有机肥对农田土壤二氧化碳和甲烷通量的影响

表2　不同处理CO2和CH4的平均排放通量

T able2Average CO2and CH4flux under different treatments

处理Treatmont CO2CH4

CK1016240b-010292

CK2015124c-010484

S1017124ab-010152

S2018108a-010096

C1016991ab-010280

C2017564ab-010149

P1017160ab-010138

P2018518a-010068

F41090147

P0*******

理的CO2排放通量高于低施肥量,不同种类有机肥的作用效应在两个施肥水平下都是鸡粪>猪粪>牛粪.统计分析表明,所有处理的平均CO2通量和C K2差异显著,S2和P2和C K1差异显著,其它处理之间差异不显著.玉米种植促进了土壤CO2的排放,一部分是由于根系呼吸的作用,有研究表明,根系呼吸在玉米季可占到总呼吸量的17%～18%[3].有机肥对土壤CO2排放的影响显著,这主要是应为有机肥的施入改善了土壤理化性质,增加了土壤有机质的积累,促进了土壤微生物的活性以及根系的生长和活力,从而增加了CO2的排放量[7].

如表2所示,有机肥施用后农田土壤CH4的吸收要低于C K1和C K2,说明有机肥施用后总的表现为抑制CH4的氧化.有研究表明,在东北典型旱地,玉米、大豆田土壤作为大气CH4源或汇的作用并不明显[8],本实验中,土壤可作为CH4的弱汇而起作用并受不同施肥种类和施肥量的影响.齐玉春[16]研究得出华北平原典型农业区土壤的CH4通量的平均值在夏玉米季节的施肥处理和未施肥处理中分为-010798和-01110mg?m-2?h-1,与之相比,本研究中土壤对CH4的吸收较低,主要是由于肥料施用对土壤CH4的吸收具有抑制作用,大量有机肥的施用,前期导致土壤CH4的排放,玉米生长期大量降雨造成土壤水分含量增加,CH4吸收降低,某一时期土壤厌氧环境还使得土壤成为CH4的排放源.

Thuries等[19]通过培养实验评价有机投入后的矿化作用,表明有机质降解速率和其C、N、纤维素及木质素含量等有关.有机肥中,作物秸杆的投入对土壤CO2排放的影响研究较多,秸秆投入强烈影响了CO2的时间动态,在每年CO2通量和残茬C投入之间有密切的相关关系[10].强学彩等[17]研究了C/ N比为20/1时候不同有机投入量下土壤CO2排放和微生物量[17].本研究中,不同种类有机肥等重量施用时,其所含的C、N比在相同施肥量下并不相同,施用后对土壤CO2的通量影响是由于由于投入的C、N含量的不同造成的.肥料施用抑制了土壤对CH4的氧化,对于化肥投入后对CH4氧化的影响研究较多[23].也有研究表明,有机投入对土壤CH4氧化的影响取决于其C/N比,有的表现抑制作用,有的没有抑制作用[9].有机肥施用后,不同有机肥种类的抑制作用大小不同,鸡粪对CH4的抑制作用最强,是由于其中的高N含量所造成的.

313　环境因子对CH4和CO2通量的影响

土壤碳的排放受环境因子的影响,其中土壤温度和湿度对CO2排放的影响在实验室模拟和田间试验中都有研究,其相关分析也有不同的结论.由表3可见,CO2排放速率和地表、大气、地下5cm土壤温度有很强的线性相关性(0155

土壤对CH4的氧化受土壤温度、土壤水分含量的影响,降雨量也通过影响土壤水分含量而起作用[4,16].本研究中,CH4的氧化随着温度的增加而升高,随着土壤水分的增加而降低,但是相关分析并不显著,由于受各种环境因子的共同影响,机制更为复杂,单纯的相关分析不呈线性相关.

表3　CO2排放速率和土壤大气环境因子的相关性分析

T able3R elationship bet w een CO2flux and environmental factors

CO2CK1CK2S1S2C1C2P1P2

土壤温度Soil temperature0155330158730162030172633015783016623301686330172233地表温度Surface temperature01653016933017433018033017033017733017933018333大气温度Atmospheric temperature0166330163301743017233017233017633017233017333土壤水分Soil moisture0192633018973301848301570018183018633017733017693降雨Precipitation01420131014301320143014301380130

3P<0105;33P<0101.

6031应　用　生　态　学　报 16卷

4　结 论

有机肥施用后,夏玉米田土壤CO2和CH4的季节变化趋势和肥料施用、土壤温度、土壤湿度等有关,有机肥的种类和数量的不同影响了其施用后的CO2和CH4的平均通量,施用有机肥增加了土壤CO2的排放,所有有机肥处理的平均排放通量和C K2差异显著,但只有S2、P2处理和C K1的差异显著.有机肥施用后抑制了土壤对CH4的氧化,不同有机肥种类以及施肥量的大小不同,抑制作用不同,但是统计分析并不显著.相关分析表明,土壤CO2通量和大气温度、土壤温度、地表温度以及土壤水分呈显著正相关关系,虽然大气温度、土壤温度、土壤水分等环境因子影响了土壤CH4的通量,但是相关分析并不显著.以上结果表明,有机肥施用影响着温室气体的通量变化,肥料种类不同,作用不同,受其C、N含量的影响,今后需要进一步研究田间条件下有机肥施用后土壤碳通量的变化.

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作者简介　董玉红,女,1973年生,博士研究生.主要从事农田生态系统碳循环以及农田生态系统管理方面的研究.E2 mail:yhongdong@https://www.wendangku.net/doc/a11386773.html,

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7期 董玉红等:有机肥对农田土壤二氧化碳和甲烷通量的影响

土壤微生物量碳测定方法

土壤微生物量碳测定方法及应用 土壤微生物量碳（Soil microbial biomass）不仅对土壤有机质和养分的循环起着主要作用，同时是一个重要活性养分库，直接调控着土壤养分（如氮、磷和硫等）的保持和释放及其植物有效性。近40年来，土壤微生物生物量的研究已成为土壤学研究热点之一。由于土壤微生物的碳含量通常是恒定的，因此采用土壤微生物碳(Microbial biomass carbon, Bc)来表示土壤微生物生物量的大小。测定土壤微生物碳的主要方法为熏蒸培养法（Fumigation-incubation, FI）和熏蒸提取法（Fumigation-extraction, FE）。 熏蒸提取法（FE法） 由于熏蒸培养法测定土壤微生物量碳不仅需要较长的时间而且不适合于强酸性土壤、加 入新鲜有机底物的土壤以及水田土壤。Voroney (1983)发现熏蒸土壤用0.5mol·L-1K 2SO 4 提取 液提取的碳量与生物微生物量有很好的相关性。Vance等(1987)建立了熏蒸提取法测定土壤 微生物碳的基本方法：该方法用0.5mol·L-1K 2SO 4 提取剂（水土比1：4）直接提取熏蒸和不熏 蒸土壤，提取液中有机碳含量用重铬酸钾氧化法测定；以熏蒸与不熏蒸土壤提取的有机碳增 加量除以转换系数K EC (取值0.38)来计算土壤微生物碳。 Wu等（1990）通过采用熏蒸培养法和熏蒸提取法比较研究，建立了熏蒸提取——碳自动一起法测定土壤微生物碳。该方法大幅度提高提取液中有机碳的测定速度和测定结果的准确度。 林启美等（1999）对熏蒸提取-重铬酸钾氧化法中提取液的水土比以及氧化剂进行了改进，以提高该方法的测定结果的重复性和准确性。 对于熏蒸提取法测定土壤微生物生物碳的转换系数K EC 的取值，有很多研究进行了大量的 研究。测定K EC 值的实验方法有：直接法（加入培养微生物、用14C底物标记土壤微生物）和间接法（与熏蒸培养法、显微镜观测法、ATP法及底物诱导呼吸法比较）。提取液中有机碳的 测定方法不同（如氧化法和仪器法），那么转换系数K EC 取值也不同，如采用氧化法和一起法 K EC 值分别为0.38（Vance等，1987）和0.45（Wu等，1990）。不同类型土壤（表层）的K EC 值有较大不同，其值变化为0.20-0.50（Sparling等，1988，1990；Bremer等，1990）。Dictor 等（1998）研究表明同一土壤剖面中不同浓度土层土壤的转换系数K EC 有较大的差异，从表层 0-20cm土壤的K EC 为0.41，逐步降低到180-220cm土壤的K EC 为0.31。 一、基本原理 熏蒸提取法测定微生物碳的基本原理是：氯仿熏蒸土壤时由于微生物的细胞膜被氯仿破 坏而杀死，微生物中部分组分成分特别是细胞质在酶的作用下自溶和转化为K 2SO 4 溶液可提取 成分（Joergensen,1996）。采用重铬酸钾氧化法或碳-自动分析仪器法测定提取液中的碳含量，以熏蒸与不熏蒸土壤中提取碳增量除以转换系数K EC 来估计土壤微生物碳。 二、试剂配制 （1）硫酸钾提取剂（0.5mol·L-1）：取871.25g分析纯硫酸钾溶解于蒸馏水中，定溶至10L。 由于硫酸钾较难溶解，配制时可用20L塑料桶密闭后置于苗床上（60-100rev·min-1）12小时即可完全溶解。 （2） 0.2 mol·L-1（1/6K 2Cr 2 O 7 ）标准溶液：称取130℃烘2-3小时的K 2 Cr 2 O 7 （分析纯）9.806g 于1L大烧杯中，加去离子水使其溶解，定溶至1L。K 2Cr 2 O 7 较难溶解，可加热加快其溶 解。 （3） 0.1000 mol·L-1（1/6K 2Cr 2 O 7 ）标准溶液：取经130℃烘2-3小时的分析纯重铬酸钾4.903g， 用蒸馏水溶解并定溶至1L。

中国土壤有机碳库及空间分布特征分析

收稿日期:2000205215;修订日期:2000207210 基金项目:中国科学院“九五”重大A 类项目(KZ 95T 203202204)及国家重点科技攻关专题项目(962911201201) [Foundation Ite m :T he Key P ro ject of Ch inese A cadem y of Science ,N o .KZ 95T 203202204;and the Key P ro ject of State Science T echnique ,N o .962911201201] 作者简介:王绍强(19722),男,博士,湖北襄樊市人。1997年在北京师范大学资源与环境科学系获得硕士学位, 2000年在中国科学院地理科学与资源研究所获得博士学位。主要从事全球变化、地理信息系统和遥感的 应用研究,在Int .J .of R emo te Sensing 等刊物发表论文8篇。E 2m ail :w sqlxf @2631net 文章编号:037525444(2000)0520533212 中国土壤有机碳库及空间分布特征分析 王绍强1,周成虎1,李克让1,朱松丽2,黄方红1 (11中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室,北京　100101; 21北京师范大学环境科学研究所,北京　100875) 摘要:土壤有机碳库是陆地碳库的主要组成部分,在陆地碳循环研究中有着重要的作用。根据 中国第二次土壤普查实测2473个典型土壤剖面的理化性质,以及土壤各类型分布面积,估算 中国土壤有机碳库的储量约为924118×108t ,平均碳密度为10153kg m 2,表明中国土壤是一 个巨大的碳库。其空间分布总体规律上表现为:东部地区大致是随纬度的增加而递增,北部地 区呈现随经度减小而递减的趋势,西部地区则呈现随纬度减小而增加的趋势。 关　键　词:碳循环;全球变化;土壤有机碳库 中图分类号:S 15912 文献标识码:A 1　前言 全球变化研究引起了许多科学家对陆地生态系统中碳平衡以及碳存储和分布的关注,由于土壤中所存储的碳大约是植被的115～3倍[1,2],而且是全球生物地球化学循环中极其重要的生态因子,因而土壤有机碳的分布及其转化日益成为全球有机碳循环研究的热点[3,4]。 土壤是陆地生态系统中最大且周转时间最慢的碳库。它由有机碳库和无机碳库两大部分组成,且土壤无机碳库占的比例较小[5]。国际上很早就开展了土壤碳研究,其中Po st 根据全球2696个土壤剖面估计全球土壤有机碳为13953×108t [6],而与大气交换的土壤有机碳大约占陆地表层生态系统碳储量的2 3[6]。目前对于全球陆地碳循环认识的不确定性,大部分是关于土壤有机碳库的分布和动力学[7],全球变暖将会加速土壤向大气的碳排放,加剧大气CO 2浓度的上升,这将进一步加强全球变暖的趋势[8]。 土地利用 土地覆盖变化既可改变土壤有机物的输入,又可通过对小气候和土壤条件的改变来影响土壤有机碳的分解速率,从而改变土壤有机碳储量。土地利用的变化,特别是森林砍伐所引起的变化,减少土壤上层的有机碳达20%～50%[9]。不合理的土地利用,会导致土壤储存的碳和植被生物量减少,使更多的碳素释放到大气中,从而导致大气CO 2浓第55卷第5期 2000年9月地　理　学　报A CTA GEO GRA PH I CA S I N I CA V o l .55,N o .5Sep.,2000

农田CO2通量研究的实验与方法

农田CO2通量研究的实验与方法 摘要 由于人类的活动而引发的“温室效应”已成为影响全球气候变化的一个重要而不可 浓度将比工业化前增加一倍，而农业生忽视的因素，估计到21世纪中叶，大气中的CO 2 产活动已成为加速全球变暖不容忽视的人类活动之一，因此农业碳循环的研究必须得到了发展和重视。因此在此基础上进行科学的农田CO2通量研究就显得十分重要。因此，在这里本文将对农田CO 通量研究的实验与方法进行详细的介绍。 2 通量，研究方法 关键词：农田生态系统，CO 2 1 农田CO2通量的研究现状 在现阶段，农田CO2通量的研究属于热门学科，各位学者对此关注都较大。这种现在是现实需要的体现。因为当今社会，人们对环保与温室效应等这些当前热门话题都非常关注。因此，谁能更好地研究这一领域才更有可能对社会做出贡献。 在过去的30年间农业管理以及杂交育种取得了显著的进步，许多农田管理措的施用使得农田产量增大。但是它却不能使净生态系统交换量(NEE)达到最优。Suyker认为生长季节灌溉可以增加生物量的累积，但是也会使微生物和根呼吸有变大的趋势[1]。 根据现有的资料，可以推测目前所排放的CO2有约25%来自土地利用的变化。由于90年代初全球土地面积近乎40%转化为耕地或永久牧场，从而导致生态系统的退化，使其CO2的排放大幅度减弱，而土壤呼吸作用排放的CO2却在增加，成为了新的CO2的排放源。农田生态系统是碳循环的一个重要组成部分，李克让[2]等对中国主要农作物类型变化CO2引起的净排放进行了较为系统的论述。但相对于森林生态系统来说[3~5]，Baldocch 发现在通量观测网络中对农田生态系统CO2通量研究相对较少，通常对农田的CO2通量测定是在有作物的季节测定，在休闲时期CO2的排放观测较少[6]。 现对这一现实，现阶段可行的温室气体减源增汇的农业对策主要包括3个方面：减少化肥用量、增加有机肥；作物品种的选育与推广；退耕还林还草和农业新技术推广。有研究表明[7]：与施化肥的农田相比，不施化肥农田的温室气体综合排放效应下降

腐植酸肥使用

叶面肥正确掌握使用技术 (发布日期：2005-2-21 13:54:32)浏览人数：601 叶面肥正确掌握使用技术叶面肥，严格意义上讲，不是肥料的分类，而是指一种施肥方式。大家知道，作物除了通过根系吸收养分外，叶片也能吸收养分，叶面施肥又称根外追肥或叶面喷肥，这种施肥是生产上经常采用的一种施肥方法。有资料显示，在国外，肥料通过叶面施用所占比例已超过40％，可见叶面施肥的重要性。叶面施肥(foliarfeeding／spray)的突出特点是针对性强，养分吸收运转快，可避免土壤对某些养分的固定作用，提高养分利用率，且施肥量少，适合于微肥的施用，增产效果显著，尤其是土壤环境不良、水分过多或干旱低湿条件、土壤过酸过碱等因素造成根系吸收作用受阻或作物缺素急需补充营养以及作物生长后期根系吸收能力衰退时，采用叶面追肥可以弥补根系吸肥不足，可取得较好的增产效果。 1、正确认识和使用叶面肥 1．1认识叶面肥叶面肥的种类繁多，五花八门，全国范围约有数百种乃至千种之多。根据其作用和功能等可把叶面肥概括为以下5大类： 第1类：营养型叶面肥该类叶面肥中不仅含有大量元素氮、磷、钾，还含有中量元素钙、铁、镁以及作物所必须的微量元素等养分含量较高，主要功能是为作物提供各种营养元素，改善作物的营养状况，尤其是适宜于作物生长后期各种营养的补充。如芬兰凯米拉公司的肥凯王系列叶面肥。 第2类：调节型叶面肥(严格意义上讲不属于肥料范畴)该类叶面肥中含有调节植物生长的物质，如生长素、矮壮素类等成分，主要功能是调控作物的生长发育等。适于植物生长前期、中期使用。如920、爱多收等。 第3类：生物型叶面肥该类肥料中含微生物体及代谢物，如氨基酸、核苷酸、核酸类物质。主要功能是刺激作物生长，促进作物代谢，减轻和防止病虫害的发生等。 第4类：单一型微量元素叶面肥该类叶面肥中只含有一种作物必须的微量元素，针对某些作物对特殊微量元素的需求而使用，如油菜花期喷施硼砂或硼酸，果树上喷施硫酸锌等。 第5类：复合型叶面肥该类叶面肥种类繁多，复合混合形式多样。其功能有多种，一种叶面肥即可提供营养，又可刺激生长调控发育。 1．2正确掌握叶面肥使用技术 叶面施肥的效果往往受多种因素的制约和影响，为提高叶面施肥的效果应采取科学的施肥方法和正确的施肥技术。 1．2．1选择适宜的肥料品种根据作物的生长发育及营养状况选择适宜的叶面肥品种。在作物生长初期，为促进其生长发育选择调节型叶面肥，若作物营养缺乏或生长后期根系吸收能力衰退，应选用营养型叶面肥。生产上常用于叶面喷施的化肥品种主要有尿素、磷酸二氢钾、过磷酸钙、硫酸钾及各种微量元素肥料，可根据具体情况选择适当肥料品种。 1．2．2喷施浓度要合适在一定浓度范围内，养分进入叶片的速度和数量，随溶液浓度的增加而增加，但浓度过高容易，发生肥害，尤其是微量元素肥料，作物营养从缺乏到过量之间的临界范围很窄，更应严格控制；还有含有生长调节剂的叶面肥，亦应严格按浓度要求进行喷施，以防调控不当造成危害。不同作物对不同肥料具有不同的浓度要求。以尿素为例，在水稻、小麦等禾本科作物上适宜浓度为1．5％—2．0％，在萝卜、白菜、甘蓝、黄瓜上为1％—1．5％，在马铃薯、西瓜、茄子上为0．5％—0．8％，苹果、梨、葡萄、茶叶上浓度为0．5％，葱、番茄、温室黄瓜上浓度为0．2％—0．3％。 1．2．3喷施时间要适宜叶面施肥时叶片吸收养分的数量与溶液湿润叶片的时间长短有关，湿润时间越长，叶片吸收养分越多；效

实验方案模板

实验方案 第一阶段（3~5月，生菜种植） 一、研究目的 研究不同粪肥（鸡粪、猪粪和有机肥）不同浓度施用对旱地农田土壤生态系统的影响。 二、研究内容 (1)畜禽粪便污染情况： a)畜禽粪便中抗生素残留及抗性基因污染分析； b)堆肥过程抗生素动态变化； … c)堆肥过程中抗性菌及抗性基因（tetG,tetC和sul1等）丰度的变化情况; (2)畜禽粪便施用对农作物的影响 a)植物生理生态指标（叶绿素荧光，光合与蒸腾作用等）； b)抗生素在作物中的富集与分布特征； c)畜禽粪便对植物内生菌的影响。 (3)畜禽粪便施用对农田土壤的影响： a)不同施肥对土壤营养物质的转化情况和土壤肥力状况（土壤酶活，有机质和氮磷钾等）； b)不同施肥对土壤呼吸，土壤温室气体排放的影响（CO2, N2O，CH4）; } c)施肥土壤中的抗生素残留及抗性基因污染情况； d)不同施肥对土壤重金属的影响。 (4) 畜禽粪便对土壤微生物的影响： a)畜禽粪便施用后农田土壤多样性与结构的变化； b)抗生素抗性细菌和抗性基因的变化； c)根据施肥土壤中nifH基因，AOB和AOA的丰度估算粪肥对土壤N循环的影响； d)通过cbbM,oorA等基因的丰度估算粪肥对微生物固碳作用的影响。 三、实验设计 · 试验采用蔬菜土壤，每块样地大小为2m×3m，共计22块样地，132平方米，可根据现场情况调节，具体安排见表1。样地之间设计阻隔, 为防止各试验田小区互相渗透，田埂筑

高为350 mm，并用mm 的HDPF 防渗膜包裹，交接处焊接，防渗膜埋深m。生菜株行距适宜为20cm。 表格 1 粪肥施用量表

设计思路： $ （1）不同粪肥施用对农田土壤生态环境的影响：每种土壤设置4个处理：对照、鸡粪、猪粪、有机肥，3次重复；粪肥施用浓度为3 kg/m-2，粪肥全部作为底肥一次性施入. （2）不同粪肥浓度梯度对农田土壤生态系统的影响：有机肥和猪粪土壤分别设置3个浓度梯度：3 kg/m2、6 kg/m2、9 kg/m2，3次重复，粪肥全部作为底肥一次性施入。 四、样品采集 （1）土壤样品采集 使用无菌不锈钢土钻以五点取样法采集500g土壤样品，每个样品分成三部分，其中一部分土样，去除石砾、蚯蚓和植物残体等杂物，然后立即测定土壤含水率；一部分置于室内自然风干，研磨后，分别过10目和100目筛，置于4℃冰箱冷藏，用于测定土壤理化性质；一部分使用无菌袋密封，存放于-20℃冰箱冷冻保存，用于微生物量碳、酶活性和微生物多样性测试。 （2）植物样品采集 生菜用蒸馏水冲洗后分为两部分（根和叶），然后后用无菌滤纸擦干。用新鲜的叶和根提取植物内生菌。冷冻干燥生菜样品被用来测抗生素含量。取3-5株植株，用去离子水洗净晾干，称其鲜重，称量结束后，带回实验室105度杀青，80度烘干至恒重称其干重。在

温室气体大气通量

温室气体大气通量 大气中温室气体体积分数增加导致的全球气温升高，引起了世界各国政府和科学家的共同关注，已成为全球生态环境研究中的一个热点领域。CO2、CH4、N2O是大气中最主要的3 种温室气体，在对温室效应的贡献中，CO2占70％，CH4占23％，N2O占7％，它们对全球气候变暖的增温贡献分别是60％、15％和5％。人类活动的影响，大气中CO2，体积分数从1800年的80×10-6增加到目前的345 X 10-6，而且目前正以每年0．5％的速度在增长；CH4是大气中除CO2外最为丰富的含碳化合物，虽然在大气中只有10a的存活时间，但它是一种红外辐射活性气体，其红外吸收能力是CO2的20～30倍，是一种很重要的温室气体。20世纪70年代末80年代初，大气CH4含量随时间变化的监测工作开始在世界不同地方进行，随着研究的不断深入，国内外多项观测结果表明，大气中CH4体积分数从过去的0．72×10-6上升到现在的1．78×10-6，已经增长了一倍多，且目前正以每年0.8％-1.1％的年速率在增长。据估计，全球每年排放CH4总量约为420×1012～620×1012g。 1.湿地温室气体国内外研究现状 国外对自然湿地温室气体的排放研究报道较少，中国的湿地温室气体研究主要集中若尔盖和青藏高原的草丛湿地。辽河三角洲芦苇湿地、三江平原的草丛湿地和沿海红树林湿地等湿地的研究。在若尔盖高原沼泽的研究中温度条件是影响沼泽湿地CH4排放的重要因之一，若尔盖高原沼泽地由于其气候条件影响，其CH4排放量平均值仅是我国面积最大的三江平原沼泽湿地排放量的1/5左右。水分条件和温度条件是影响沼泽地CH4排放地域差异的主要因子。对芦苇湿地温室气体CH4进行研究发现，其排放有明显的季节性变化规律性，大量的CH4发生在夏季，之前因土壤含水量低，表现为吸收CH4，秋季排水后，CH4排放明显减少。芦苇植株不仅能通过其根系的作用促进CH4产生，而且还能将土壤中产生的CH4传到大气中去，芦苇湿地CH4排放与温度呈现正相关。湿地稻田CH4抑制剂的研究、高产低CH4排放的水稻田品种的培育也是当今研究的热点，也是最佳途径。目前世界上研究较为完善的是日本等发达国家。典型草甸小叶章湿地的N20排放与5cm地温的相关性较大，而沼泽化草甸小叶章湿地与之相关并不明显，积水环境条件对其影响更为明显。三江平原沼泽湿地是N2O排放的源，冬季则表现为N2O的汇。地壤温度是影响N2O排放通量季节性娈化的重要环境因素，生长季内的积水水位与土壤温度则会影响到N2O排放通量的年际变化。三江平原沼泽湿地N20与C02排放通量问相关性显著，促使二者之间产生这种内在联系的因素：温度、植物根系、有机质分解及植物气孔行为调节等，这些因素的共同作用使得N20与CO2。排放间存在较为密切的联系]，三江湿地毛果苔草沼泽和小叶章湿地草甸贴地气层中植物冠层附近CH4浓度相对较高，冠层以上随高度增加，CH4浓度递减明显。 2大气通量的测量方法 2．1箱法 箱法是目前最常用的方法，用来测量土壤和大气间微量气体交换通量，工作原理简单，用特制箱子罩在一定面积的下垫面上方，隔绝箱内外气体的交换，随时间的变化测定箱内温室气体，根据计算得出气体交换通量。主要分为3种类型：密闭式静态箱、密闭式动态箱和开放式动态箱。密闭式静态箱又包括碱液吸收法和气相色谱法2种，碱液吸收法是用溶液吸收CO2，形成碳酸根，主要是NaOH或KOH溶液，吸收结束后进行滴定，计算出土壤在这一段时间内的CO2排放量。采样箱分为透明箱和暗箱2种。透明箱一般用薄聚酯纤维或有机玻璃制成，在理想状况下该法可测得土壤界面或植被界面与大气间痕量气体的交换通量，但太阳辐射会使箱内温度升高进而影响结果。暗箱是指避光的采样箱，其采样原理和操作方法基本与明箱一样，使用暗箱的主要目的就是减少太阳辐射的影响。动态箱法测定温室气体通量开始于20世纪70年代。这种方法是指气体在气室和传感器之间循环，利用传感器来测量气室内待测气体浓度的变化。分为密闭式动态箱和开放式动态箱。密闭式动态箱只是增加了气体

土壤微生物量测定方法

土壤微生物量测定方法 一、土壤微生物生物量碳（氯仿熏蒸－K2SO4提取-碳分析仪器法） 1、试剂 （1）去乙醇氯仿制备：在通风橱中，将分析纯氯仿与蒸馏水按1 ? 2（v : v）加入分液漏斗中，充分摇动1 min，慢慢放出底层氯仿于烧杯中，如此洗涤3次。得到的无乙醇氯仿中加入无水氯化钙，以除去氯仿中的水分。纯化后的氯仿置于试剂瓶中，在低温（4℃）、黑暗状态下保存。 （2）氢氧化钠溶液[c（NaOH）= 1 mol L-1]：通常分析纯固体氢氧化钠中含有碳酸钠，与酸作用时生成二氧化碳，从而影响滴定终点判断和测定的准确度。配制时应先除去碳酸钠，根据碳酸钠不溶于浓碱，可先将氢氧化钠配成50%（w : v）的浓氧溶液，密闭放置3～4 d。待碳酸钠沉降后，取56 ml 50%氢氧化钠上清液（约19 mol L-1），用新煮沸冷却的除去二氧化碳的蒸馏水释稀到1 L，即为浓度1 mol L-1 NaOH溶液，用橡皮塞密闭保存。 （3）硫酸钾提取剂[c（K2SO4）= mol L-1]：取1742.5 g分析纯硫酸钾，用研钵磨成粉末状，倒于25 L塑料桶中，加蒸馏水至20 L，盖紧螺旋盖置于摇床（150 r min-1）上溶解24 h 即可。 （4）六偏磷酸钠溶液[ρ（Na）= 5 g 100 ml-1，pH ]：称取50.0 g分析纯六偏磷酸钠溶于800 ml高纯度去离子水中，用分析纯浓磷酸调节至pH ，用高纯度去离子水定容至1 L。要注意的是六偏磷酸钠溶解速度很慢应提前配制；由于其易粘于烧杯底部，若加热常因受热不均使烧杯破裂。 ) （5）过硫酸钾溶液[ρ（K2S2O8）= 2 g 100 ml-1]：称取20.0 g分析纯过硫酸钾，溶于高纯度去离子水中，定容至1 L。值得注意过硫酸钾溶液易被氧化，应避光存放且最多使用7 d。 （6）磷酸溶液[ρ（H3PO4）= 21 g 100 ml-1]：量取37 ml 分析纯浓磷酸（85%），慢慢加入到188 ml高纯度去离子水中即可。 （7）邻苯二甲酸氢钾标准溶液[ρ（）= 1000 mg C L-1]）：取2.1254 g经105℃烘2～3 h的分析纯邻苯二甲酸氢钾，溶于高纯度去离子水，定容至1 L。 2、仪器设备 碳–自动分析仪（Phoenix 8000）、容量瓶（100 ml）、振荡器（300 r min-1）、可调加液器（50 ml）、可调移液器（5 ml）、烧杯（盛滤液用）（50~100 ml）、聚乙烯提取瓶（100，150 ml），聚乙烯塑料桶（20 L，带螺旋盖），三角瓶（150 ml）、其它常规仪器。 3、操作步骤 ; （1）土样前处理 新鲜土壤应立即处理或保存于4℃冰箱中，测定前先仔细除去土样中可见植物残体（如根、茎和叶）及土壤动物（如蚯蚓等），过筛（孔径< 2 mm），彻底混匀。如果土壤过湿，应在室内适当风干，以手感湿润疏松但不结块为宜（约为饱和持水量的40%）。如果土壤过于干燥，用蒸馏水调节至饱和持水量的40%。将土壤置于密封的大塑料桶内在25℃条件下预培养7～15 d，桶内有适量水以保持相对湿度为100%，并在桶内放一小杯1 mol L-1 NaOH 溶液以吸收土壤呼吸产生的CO2。经过预培养的土壤应立即分析。如需保留，应放置于4℃

生化腐植酸的肥效及作用机理研究

生化腐植酸的肥效及作用机理研究 贾爱萍　赵　冰　廖宗文 （华南农业大学资源环境学院新肥料资源研究中心　广州　５１０６４２） 摘 要：采用温室盆栽的方法，研究了施用生化黄腐酸（ＢＦＡ）对番茄生长和防病的影响。结果表明：ＢＦＡ能明显提高番茄的株高、生物量，土壤微生物群落的结构组成发生了明显变化，土壤微生物的各项多样性指数都有所提高，并降低了番茄青枯病的发生率。关键词：生化腐植酸　番茄　防病功能　Ｂｉｏｌｏｇ　多样性指数 Ａｂｓｔｒａｃｔ：　The effects of B FA o n tomato g rowth and disease resistance were studied through pot experiment in a greenhouse. The results showed that the application of BFA could increase the plant height and biomass significantly, change the soil microbial c ommunity structure, and enhance the soil microbial diversity index. The severity of tomato wilt was also reduced. Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　BFA; tomato; disease resistance; Biolog; diversity Index 生化腐植酸（ＢＦＡ）是一种有机肥，其成分和功效均有突出的优点。我国上世纪５０年代末和７０年代，都曾大搞腐植酸的群众运动。８０年代，在进行了长达４年的大规模应用试验和较深入的理论研究之后，总结出腐植酸在农业方面有五大功效：改良土壤、增强肥效、增加产量、提高作物抗病力和改善品质。近年来，随着环保意识增强和绿色食品、有机食品的发展，包括ＢＦＡ在内的绿色环保肥倍受关注。在国家和地方科技立项和企业新产品开发中，ＢＦＡ成为一个活跃的前沿。 ＢＦＡ有别于传统的腐植酸产品，它不是由矿物（泥炭、风化煤）通过化学方法提取的，而是由作物秸秆、木屑、蔗渣等农业废弃物通过化学或微生物发酵工艺制取。其重要成分为腐植酸中最具活性的黄腐酸，研究表明，ＢＦＡ含有多种氨基酸和有益微生物种群，是一种混合物，其缩合程度和碳含量较低，分子量较小，而含有活性基团较多，表现出色泽较浅，水溶性较好，易于被动植物组织吸收及生物活性较高等特点［１］。十多年来的大量事实证明，与矿物腐植酸（包括矿物黄腐酸）相比，ＢＦＡ活性更高，具有更优良的应用效果，而且开拓了一条资源化治污的新路，把废弃物转化为一种极有价值的新资源。 ＢＦＡ的出现和发展晚于矿物腐植酸，对其功能、效果及制造的研究亦较为薄弱。加强这方面的研究，对于推进ＢＦＡ及整个有机肥的发展，都有重要作用。本研究在几种腐植酸肥的肥效对比基础上，应用Ｂｉｏｌｏｇ方法探讨其肥效机理，并分析其应用前景。 １ ＢＦＡ的生产特点 ＢＦＡ的原料取自生物残体，如秸秆、木屑、蔗渣和一些工业废渣废液如味精、酒精废液。对这类废物资源的利用还有环保效益。而且这类资源充裕，与矿物（泥炭、风化煤）等不可再生资源相比，一般不存在枯竭的问题。 ＢＦＡ的制造，通常要对原料进行水解，然后提取黄腐酸（ＦＡ），江苏南通市绿色肥料研究所开发“化学氧化降解法”技术，大大提高了产品得率，快速高效［２］。

土壤活性有机碳的测定

土壤活性有机碳的测定 （高锰酸钾氧化法） 土壤样品经粘磨过0.5mm筛，根据土壤全有机碳含量，计算含有15mg碳的土壤样品量作为待测样品的称样重，然后将样品转移至50ml带盖的塑料离心管中，以不加土样作为空白。 向离心管中加入25ml浓度为333mmol/L的高锰酸钾溶液，在25℃左右，将离心管振荡（常规震荡即可）1小时，然后在转速2000rpm 下离心5分钟，将上清液用去离子水以1：250倍稀释，吸取1ml上清液转移至250ml容量瓶中，加去离子水至250ml即可。稀释样品用分光光度计在565纳米处测定吸光值。 配制不同浓度梯度的高锰酸钾的标准溶液，同样于分光光度计上测定吸光值，建立高锰酸钾的浓度和吸光值的线性直线方程，将稀释好的待测样品的吸光值代入方程得到氧化有机碳后剩余高锰酸钾的浓度，同样得到空白的高锰酸钾浓度，前后二者之差即为氧化活性有机碳后高锰酸钾溶液的浓度变化值，根据假设，氧化过程中高锰酸钾浓度变化1mmol/L消耗0.75mM或9mg碳。其中能被333mmol/L高锰酸钾氧化的碳是活性有机碳，不能被氧化的碳上非活性有机碳。 高锰酸钾标准曲线配制：首先配制0（去离子水）、15、30、60、100、150、300mmol/L的高锰酸钾标准梯度溶液，从每个浓度的标准溶液中吸取1ml标准溶液转移至250ml容量瓶中定容（既稀释250倍），这样能够就得到浓度梯度为0、0.06、0.12、0.24、0.4、0.6、1.0、1.2mmol/L的标准高锰酸钾梯度溶液，然后同样用分光光度计在565纳米处测定吸光值，绘制高锰酸钾的浓度与吸光值间的标准曲线。注意标准曲线配制过程中尽量避光，以防高锰酸钾氧化消耗，可以将容量瓶套上信封袋以避光，还有容量瓶等一定要清洗干净，以防高锰酸钾氧化杂质而消耗，影响测定结果。 活性有机碳(mg/g) ＝高锰酸钾浓度变化值×25×250×9 称样重×1000

腐植酸肥料的使用时期和注意事项

腐植酸肥料的使用时期和注意事项 农作物种植过程中时离不开使用化肥的，现在生产中越来越的农民使用腐植酸肥料，但是很多农民在使用后觉得没有什么效果，其实是他们用错了时间。那么腐植酸肥料什么使用好？要注意些什么呢？随小编一起来看看吧。 一、腐植酸肥料关键时期 1、土壤酸碱度失衡 近些年因为化肥的滥用，导致很多土壤都受到了污染，土壤酸化越来越严重，而土壤一旦酸化，作物的根系就会受到毒害，影响到根系对养分的吸收。这时我们就可以使用腐植酸算肥料，及时为根系补充钙镁铁锌等元素，以达到调节土壤酸碱平衡的目的。 2、土壤干旱水涝 农作物生长发育除了养分外，水分也极为重要，如果是在夏季高温多雨天气，土壤极易干旱或者水涝。这时农作物的根系就比较脆弱，生长会受到严重的影响，这时如果使用腐植酸肥料，那么能有效的减少农作物体内水分流失，提高农作物的抗旱性。

二、使用注意事项 1、注意使用浓度 腐植酸肥料和生长素发挥有些类似，在使用过程中，要着重注意肥料的使用浓度，如果浓度过高或者过低，那么对于农作物的效果都不是很明显，严重的话还会影响到农作物的生长发育。 2、注意使用温度 在使用腐植酸肥料时，一定要注意使用温度，一般适宜温度需要18小时才能见效，如果在低温时使用腐植酸肥料，那么产生的效果非常慢，极易造成肥料浪费，增加种植成本；而如果高温使用可能会造成肥害，严重影响到农作物的产量。

3、注意搭配使用 腐植酸肥料作为基肥和种肥比用作追肥效果好，集中施比撒施好，深施比浅施好，但是要注意不能将其完全替代无机肥和农家肥，必须搭配化肥和有机肥使用。 4、注意施用效果 腐植酸肥料施用后效果也会因作物不同而有所不同，在在白菜和萝卜使用效果会比较好，但是如果在块茎作物使用效果会差一点，使用在谷类作物效果会更差。

一种土壤CO2通量原位测定方法及装置

一种土壤CO2通量原位测定方法及装置1 高程达1，孙向阳1，曹吉鑫1，张强1，栾亚宁1，郝虎东2，李泽江2，唐青云3 1北京林业大学水土保持学院，北京（100083） 2内蒙古农业大学生态环境学院，呼和浩特（010019） 3北京市华云分析仪器研究所有限公司，北京（100035） E-mail：gaochd@https://www.wendangku.net/doc/a11386773.html, 摘要：本文介绍了一种土壤CO2通量原位测定的方法及装置：改装具有仲裁效力的大气二氧化碳红外线气体分析仪到土壤CO2通量原位测定，连接自制的二氧化碳收集容器，对陆地生态系统土壤二氧化碳的释放或吸收做定量测定。该方法和装置可用于自然状况下多地点、多样地（点）土壤表层二氧化碳通量测定，具有便于携带、操作简单、省时间、经济、测定数据直接、快速可靠等优点。 关键词：土壤二氧化碳通量，原位测定，方法，装置 0.引言 土壤二氧化碳是土壤空气的主要气体成分[2，11，13，21，27]，也是大气主要温室气体的重要来源或存储库[12，30，37]。土壤二氧化碳通量作为陆地与大气界面温室气体交换量的重要度量指标,反映了土壤物理、化学、生物性质和人类对土地利用、地下矿产资源[35，25]、岩溶[33，28]等状况，由于对全球气候变化的贡献和影响很大，已经受到世界各个国家的关注和重视。为了准确地进行陆地生态系统的碳核算，实施《联合国气候变化框架公约》，履行《京都议定书》义务，对土壤表面二氧化碳通量做比较精确的测定，具有实质而重要的意义[3，20，24，30，34]。 土壤二氧化碳的测定方法经历了一个比较长的历史。最早的报道可追溯到Boussingault 和Lewy于1853年所发表的文章，他们采用了氢氧化钡溶液吸收土壤空气中二氧化碳的化学方法，在其后的一百多年的历史中，测定方法主要依靠在此基础上的化学吸收和物理气压计量测定，尽管在土壤化学和土壤生物化学方面进行了努力，其灵敏度问题仍然无法克服。到二十世纪五十年代末，气相色谱（GC）方法的发明以及在土壤学方面的广泛应用，极大地提高了土壤二氧化碳测定的灵敏度[15，4]；相继发明了以涡度相关技术为核心的微气象学方法[22]、静态和动态箱法等方法[5-10，19，23]，随着现代科学技术的发展，土壤二氧化碳测定从单一化学方法，到化学-物理-生态学的多方位、多角度的测定方法，都有实足的进展。 在诸多的测定方法和设备装置中，应用比较广泛的土壤二氧化碳通量原位测定方法为微气象学方法和箱法。Oswald[18]、Mosier[17]、Jennifer and James[14]等人先后对不同的测定方法作了比较分析和研究。 微气象学测定方法（micrometeorological method）是建立在气象学基础上的微型化气象测定方法。它根据气温、地温、风向、风速、太阳辐射、降雨量等气象因子来推算土壤二氧化碳通量，要求建立观测站，包括观测塔和相关的气象观测仪器和设备，代价昂贵，需要维护，适于大范围、中长期定位观测，对于土壤二氧化碳通量的测定相对比较间接[16]。 箱法测定（chamber method）包括静态(static)和动态(dynamic)箱法两种。静态箱法又分作静态箱—碱液吸收法和静态箱—气相色谱法。静态箱—碱液吸收法是一种应用最早的化学方法。在该法测定时，先把盛有碱溶液的容器敞口置于一个下端开口的样品箱里，快速密封 1本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金（20050022014），国家自然基金（30671660）和教育部新 世纪优秀人才支持计划的资助。

灯具数量计算公式与光通量表

计算公式： 灯具数量=（平均照度E×面积S）/（单个灯具光通量Φ× 利用系数CU ×维护系数K ） 室内灯具平均照度计算公式 平均照度(Eav)= 单个灯具光通量Φ×灯具数量(N)×空间利用系数(CU)×维护系数(K)÷地板面积(长×宽) 因为误差总是存在：20%-30%，所以建议使用专业的照明设计软件进行精确计算，而对于特殊或场地条件所限，而不能采用照明软件模拟计算时，在计算地板、桌面、作业台面平均照度可以用下列基本公式进行，略估算出灯具照度(勒克斯lx)=光通量(流明lm)/面积(平方米m^2) 即平均1勒克斯(lx)的照度,是1流明(lm)的光通量照射在1平方米(m^2)面积上的亮度。 公式说明： 1、单个灯具光通量Φ，指的是这个灯具内所含光源的裸光源总光通量 值。 2、空间利用系数(CU)，是指从照明灯具放射出来的光束有百分之多少到达地板和作业台面,所以与照明灯具的设计、安装高度、房间的大小和反射率的不同相关,照明率也随之变化。 常用灯盘在3米左右高的空间使用，其利用系数CU可取0.6--0.75之间； 悬挂灯铝罩，空间高度6--10米时，其利用系数CU取值范围在0.7--0.45； 筒灯类灯具在3米左右空间使用，其利用系数CU可取0.4--0.55；

光带支架类的灯具在4米左右的空间使用时，其利用系数CU可取0.3-- 0.5。 3、维护系数(K)，是指伴随着照明灯具的老化，灯具光的输出能力降低和光源的使用时间的增加，光源发生光衰或由于房间灰尘的积累，致使空间反射效率降低，致使照度降低而乘上的系数。 一般较清洁的场所，如客厅、卧室、办公室、教室、阅读室、医院、高级品牌专卖店、艺术馆、博物馆等维护系数K取0.8； 一般性的商店、超市、营业厅、影剧院、加工车间、车站等场所维护系数K 取0.7； 而污染指数较大的场所维护系数K则可取到0.6左右。 (光源光通量)(CU)(MF) /照射区域面积 适用于室内，体育照明，利用系数(CU)：一般室内取0.4，体育取0.3 1. 灯具的照度分布 2. 灯具效率 3. 灯具在照射区域的相对位置 4. 被包围区域中的反射光 维护系数MF=(LLD)X(LDD)一般取0.7～0.8 举例：1、室内照明，4×5米房间，使用3×36W隔栅灯9套 计算公式:

腐植酸简介

简单地说，腐植酸是一种液态的有机质。一般土壤有机质的来源大都是动物、植物及微生物的残体或排泄物等经一连串长期物理、化学性及微生物作用而产生。*其中腐植质是土壤有机质最重要的一种成分。这种黑色稠状的腐植质具有巨大的有机分子结构，使土壤之中有机质能充分发挥作用。所以，*-腐植质可视为土壤有机质的精华。而腐植酸又正是腐植质成分中最具生化活性，最具利用价值的部份*。过去科学家们都是在实验室内从土壤或植物体内以化学方法提炼腐植酸，不但量少，且价格昂贵。目前已发展出从泥炭或含腐植质的矿石中萃取溶解出腐植酸的技术，如此不仅使腐植酸可以大量提供农业使用，且使腐植酸成为一种新兴的土壤改良剂。 腐植酸有何功用于腐植酸是液态的有机质，所以除了具有一般有机质的功效外，更由于是液态而易于渗入土壤底层，使得腐植酸的功效在底层土壤仍能表现出来。综合腐植酸的功用包括以下几点： (一)缓慢释出植物所需的营养要素 由于腐植酸是一种具有巨大分子式有机性物质，被微生物分解的速度缓慢，但分解后可释出许多营养成分，直接提供作物吸收利用。 (二)改良土壤物理性 腐植酸具有许多活性离子键，能将造成土壤物理性劣变的钠离子溶离出，而增强土壤团粒构造，使土壤变得更松软，增加通水性及通气性，适合根群发育与促进作物生长。 (三)增加土壤中营养要素的有效 在酸性土壤中磷与铁结合成磷酸铁，在碱性土壤中磷易与钙结合成磷酸钙。由于磷酸铁及磷酸钙为不溶性，无法被作物吸收利用。腐植酸能将不溶性分子结合键打断，成为作物根部可直接利用的磷、钙与铁离子。磷能促进种子发芽及幼株根群发育；对作物体内养分之轮送及叶绿素形成有很重大功能；而钙在作物体内养分之输送，细胞壁的形成及抗病力等方面则扮演重要角色。其次在作物吸收氮素形态中占极重要成分的硝酸氮，因腐植酸能增加硝酸态氮在土壤中的吸附量，供作物吸收利用。因此，腐植酸能促进作物生长、提高产量与品质。

有机肥对农田土壤二氧化碳和甲烷通量的影响

有机肥对农田土壤二氧化碳和甲烷通量的影响 3 董玉红1,2 　欧阳竹 133 (1中国科学院地理科学与资源研究所禹城综合实验站,北京100101;2 中国科学院研究生院,北京100093) 【摘要】　研究了不同有机肥施用(鸡粪、猪粪、牛粪)对夏玉米田土壤CO 2和CH 4通量的影响.结果表明, 不同处理的CO 2通量具有相同的季节变化趋势,受土壤温度和湿度的共同影响,土壤CO 2通量和大气温度、地表温度、地下温度呈显著正相关,当温度不是限制因子的时候,CO 2通量和土壤水分含量呈显著正相关(P <0105).玉米整个生长季大部分时间土壤为CH 4的吸收汇,源汇的变化受环境因子的影响,但是相关分析并不显著.不同处理的土壤CO 2季节平均排放通量为015124～018518g ?m -2?h -1,和CK2相比,玉米种植促进了CO 2的排放,施用有机肥也增加了CO 2的排放,所有有机肥处理的平均排放通量和CK2差异显著,但只有S2和P2和CK1的差异显著.不同处理农田土壤CH 4的季节平均通量为-010068～-010484mg ?m -2?h -1,有机肥施用抑制了土壤对CH 4的吸收,施肥量高抑制作用强,但是统计分析差异并不显著. 关键词　有机肥　CO 2　CH 4　温室气体　土壤文章编号　1001-9332(2005)07-1303-05　中图分类号　S147.2;X511　文献标识码　A E ffects of organic manures on CO 2and CH 4fluxes of farmland.DON G Yuhong 1,2,OU Y AN G Zhu 1(1Y ucheng Com prehensive Ex perimental S tation ,Institute of Geographical Sciences and N atural Resources Research ,Chi 2nese Academy of Sciences ,Beijing 100101,China ;2Graduate School of Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100093,China ).2Chin.J.A ppl.Ecol .,2005,16(7):1303～1307. This paper studied the effects of chicken manure ,swine waste and cattle manure on the CO 2and CH 4fluxes of a farmland planted with summer maize.The results showed that the CO 2flux had the same trend under different organic manure application ,which was influenced by soil temperature and soil water content.The flux was signif 2icantly related with air temperature ,soil surface temperature and soil temperature (P <0105).When soil temper 2ature was not a limiting factor ,soil water content was significantly related with soil CO 2flux.At most maize growth stages ,soil was a sink of CH 4.The variation of CH 4source 2sink was influenced by environmental factors ,but the correlation was not significant.The mean seasonal flux of CO 2was from 0.5124to 0.8518g ?m -2?h -1,and that of CH 4was from -0.0068to -0.0484mg ?m -2?h https://www.wendangku.net/doc/a11386773.html,pared with CK2,maize planting and organic manure application enhanced CO 2emission.The application of organic manures inhibited the CH 4uptake by soil ,and higher application rate had a higher inhibitory effect.K ey w ords Organic manure ,CO 2,CH 4,Greenhouse gas ,S oil. 3国家重大基础研究(973)前期专项研究资助项目(2003CCB001). 33通讯联系人. 2004-03-10收稿,2004-07-05接受. 1　引 言 农业生产对温室气体的排放有贡献,农田土壤可作为CO 2、CH 4和N 2O 的源或汇,农业管理措施特别是施肥对温室气体排放的影响很大,各种肥料中有机肥对农田土壤碳转化的影响最大,来自不同动物有机肥料成分不同,肥料成分的不同影响了其后施用到农田后的温室气体的排放[22].目前有机肥施用对旱地土壤CO 2排放的研究大多是通过实验室培养模拟试验来揭示碳的转化,对于有机肥施用到农田后土壤CO 2排放的研究较少[2,19].有机肥施用对稻田土壤CH 4排放的影响研究较多[24],通气状况良好的土壤是CH 4的最大吸收汇,施肥对CH 4 氧化表现为抑制作用[16],研究土壤CH 4吸收汇影响因素和采取一些措施促进土壤对CH 4的吸收,也是目前减缓气候变暖的一项措施[13,20]. 有机肥施用对农田土壤CO 2和CH 4通量的综合影响研究较少,很少考虑有机肥组分对温室气体排放的影响,目前温室气体减排已经引起人们的广泛关注,减少有机肥施用后的温室气体排放的前提是理解其排放过程以及与环境因子的关系.本研究选用农业生产上常用的3种有机肥,并结合考虑有机肥种类、有机肥养分含量及外部环境因子,探讨它们对农田土壤CO 2和CH 4通量的影响. 应用生态学报　2005年7月　第16卷　第7期 CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,J ul.2005,16(7)∶1303～1307