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| 不同水分对荒地和开垦农田黑土氮素转化和温室气体排放的影响 |
| Effects of different moisture contents on nitrogen transformation and greenhouse gas emissions from uncultivated and cultivated cropland black soil |
| 投稿时间：2025-03-28 修订日期：2025-06-04 |
| DOI： |
| 中文关键词: 土壤水分 农业管理 黑土 N2O CO2 氮转化 |
| 英文关键词: soil moisture agricultural management black soil nitrous oxide carbon dioxide nitrogen transformation |
| 基金项目:中央土壤污染防治资金项目(新集采单[2021]1468) |
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| 中文摘要: |
| 为探讨不同水分条件下黑土氮素转化和温室气体排放规律，以荒地和开垦农田黑土为对象，在25℃和不同水分条件下(60%和90%WHC)进行了7天培养试验，研究土壤中无机氮含量的变化及CO2和N2O的动态排放。结果表明，黑土开垦后净氮矿化速率显著下降，而净硝化速率显著增加(P<0.05)，水分含量变化对荒地土壤和开垦土壤的净氮转化速率都没有显著影响(P>0.05)。两种水分条件下，荒地土壤的CO2排放速率都显著高于开垦土壤(P<0.05)。水分含量变化对CO2排放速率的影响取决于土地利用方式，当土壤水分从60%WHC增加到90%WHC时，荒地土壤的CO2排放速率显著降低，培养期间CO2累积排放量从82.52 mg?kg-1显著下降到69.32 mg?kg-1(P<0.05)，而开垦土壤在60%WHC和90%WHC条件下的CO2排放速率相当，CO2累积排放量分别为57.62和59.18 mg?kg-1，两者之间没有显著差异(P>0.05)。土地利用方式和水分含量对N2O排放具有显著影响，两者之间存在交互作用(P<0.001)。在60%WHC水分条件下，开垦土壤的N2O排放速率显著高于荒地土壤(P<0.05)，其累积排放量(4.20 μg?kg-1)是荒地土壤(2.90 μg?kg-1)的1.45倍。而在90%WHC水分条件下，荒地土壤的N2O排放速率显著高于开垦土壤(P<0.01)，其累积排放量(1280.4 μg?kg-1)是开垦土壤(279.9 μg?kg-1)的4.57倍。在60%WHC水分条件下，荒地土壤和开垦土壤的N2O排放比例在0.013%~0.041%之间，表明N2O主要来自硝化过程。在90%WHC水分条件下，荒地土壤的N2O排放比例介于4.03%~10.0%之间，开垦土壤的N2O排放比例介于0.021%~1.148%之间，表明N2O主要来自反硝化过程。研究表明，长期开垦可以导致黑土pH和有机碳含量下降，使得微生物呼吸释放的CO2减少，氮矿化能力降低，而氮肥的大量施用可促进硝化作用的发生和好气条件下N2O的排放，但在水分含量相对较高时，N2O排放可能低于荒地土壤。 |
| 英文摘要: |
| 1)荒地土壤的CO2排放量显著高于开垦土壤。水分含量变化对开垦土壤的CO2排放量没有显著影响，但是水分含量从60%WHC增加到90%WHC显著降低了荒地土壤的CO2排放量。
2)土壤类型对N2O排放的影响取决于水分含量，60%WHC水分条件下，开垦土壤的N2O排放量显著高于荒地土壤，而在90%WHC水分条件下，荒地土壤的N2O排放量显著高于开垦土壤。 |
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