厌氧条件下砂壤水稻土N₂、N₂O、NO、CO₂和CH₄排放特征

来源：环境科学杂志2015年第1期北京时间：

作者：曹娜,王睿,廖婷婷,陈诺,郑循华,姚志生,张海,Klaus Butterbach-Bahl

单位：西北农林科技大学资源环境学院, 杨凌 712100,中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室, 北京 100029,中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室, 北京 100029,中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室, 北京 100029,中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室, 北京 100029,中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室, 北京 100029,中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室, 北京 100029,西北农林科技大学资源环境学院, 杨凌 712100,卡尔斯鲁厄理工大学气象与气候研究所大气环境研究部, 加尔米施-帕滕基兴 82467, 德国

摘要：了解厌氧条件土壤反硝化气体(N₂、N₂O和NO)、CO₂和CH₄排放特征,是认识反硝化过程机制的基础,并有助于制定合理的温室气体减排措施. 定量反硝化产物组成,可为氮转化过程模型研发制定正确的关键过程参数选取方法或参数化方案. 本研究选取质地相同(砂壤土)的两个水稻土为研究对象,通过添加KNO₃和葡萄糖的混合溶液,将培养土壤的初始NO₃-和DOC含量分别调节到50 mg ·kg-1和300 mg ·kg-1,采用氦环境培养-气体及碳氮底物直接同步测定方法,研究完全厌氧条件下土壤N₂、N₂O、NO、CO₂和CH₄的排放特征,并获得反硝化气态产物中各组分的比率. 结果表明,在整个培养过程中,两个供试土壤的N₂、N₂O和NO累积排放量分别为6~8、20和15~18 mg ·kg-1,这些气体排放量测定结果可回收土壤NO₃-变化量的95%~98%,反硝化气态产物以N₂O和NO为主,其中3种组分的比率分别为15%~19%(N₂)、47%~49%(N₂O)和34%~36%(NO); 但反硝化气体产物组成的逐日动态均显现为从以NO为主逐渐过渡到以N₂O为主,最后才发展到以N₂为主. 以上结果说明,反硝化气体产物组成是随反硝化进程而变化的,在以气体产物组成比率作为关键参数计算各种反硝化气体产生率或排放率的模型中,很有必要重视这一点.

关键词：水稻土,反硝化,N2,N2O,NO,DOC含量,NO3-含量,