林伟
- 作品数：10 被引量：72H指数：5
- 供职机构：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央级公益性科研院所基本科研业务费专项国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：农业科学化学工程更多>>
- 不同灌溉量对华北平原菜地N2O排放及其来源的影响被引量：16
- 2017年
- 以华北平原菜地为研究对象,通过控制灌溉量设置不同的土壤水分对照,利用稳定同位素^(15)N自然丰度法,结合传统的乙炔抑制试验,对不同土壤水分条件下的N_2O排放、N_2O同位素特征值以及同位素异位体位嗜值(SP值)变化规律进行分析,以阐明不同水分条件下N_2O的排放规律及其来源.结果表明:水分条件显著影响N_2O排放,相比于50%土壤孔隙含水率(WFPS),70%WFPS的水分条件下N_2O的排放较高.N_2O的排放集中在施肥前期,在施肥中后期迅速减弱.50%WFPS条件下,N_2O的排放最初以硝化作用为主,占比约为90%,随后硝化作用迅速下降,反硝化变成主导作用,施肥7 d后即达到80%以上;而70%WFPS条件下初期则以反硝化为主,占比约为70%,随后下降至40%左右,施肥10 d后逐渐升高至80%.整体上,N_2O的排放主要以反硝化作用为主,不同水分处理对土壤硝化、反硝化作用的影响主要体现在施肥前期,后期均以反硝化为主.综上,建议华北地区的菜地生产应适当降低灌溉量,以减少N_2O排放.
- 丁军军张薇李玉中林伟徐春英李巧珍
- 关键词：硝化作用反硝化作用灌溉
- 土壤浸提液中硝酸盐氮氧同位素组成的反硝化细菌法测定被引量：5
- 2016年
- 本研究优化了采用反硝化细菌法同时测定土壤浸提液中硝酸盐氮氧同位素组成的方法。在已有研究结果的基础上,通过采用5000~8000 r·min-1的转速离心、高纯氮气吹扫1 h、减少加样量及改造仪器自动进样器等措施对已发表方法进行了优化。对国际标准样品USGS34的分析表明,0.1~0.8μg NO-3-N样品量即可以得到较稳定、准确的测定值和校正值;同一时间内制备的硝酸盐δ15N的SD介于0.05‰~0.09‰之间,δ18O的SD介于0.28‰~0.48‰之间;在三个月之内δ15N和δ18O的测定值基本一致,表明该方法具有较好的准确度、精密度和稳定性。通过研究浸提剂、保存条件以及加热对测定土壤浸提液中硝酸盐氮氧同位素组成的影响,结果表明:常用的去离子水、KCl、Ca Cl2可能都含有微量的硝酸盐,随着加样量增大,浸提剂中含有的硝酸盐可能就会影响δ15N和δ18O的测定;对于土壤硝酸盐的浸提液,冷冻保存效果较好,保证了土壤硝酸盐氮氧同位素的准确性和稳定性;尽管加热对硝酸盐标准样品USGS34和IAEA-NO3的δ15N没有显著影响,但δ18O显著升高,说明加热易引起氧同位素分馏;而土壤硝酸盐浸提液样品加热前后的δ15N和δ18O的测定值没有显著变化,因此为避免产生氧同位素分馏和节省测试时间,建议同时测定土壤浸提液硝酸盐δ15N和δ18O时直接和反硝化细菌反应。应用本方法对不同肥料处理田间土壤浸提液硝酸盐的氮氧同位素组成进行了测定。
- 徐春英李玉中李巧珍毛丽丽林伟强晓晶郑欠
- 关键词：土壤浸提液硝酸盐
- 沼液与园林废弃物共堆肥下的氮素转化及其微生物作用机制
- 2023年
- 我国每年产生大量的园林废弃物,外加尿素和菌剂的堆肥方式使其可以被大量处置和循环利用,但该方法存在严重的氮素损失和环境问题。沼液含有一定的氮源和微生物,理论上可以作为尿素和菌剂的替代物从而减少氮素损失。本研究设置了沼液+园林废弃物(GB)、沼液+园林废弃物+尿素(GBU)和沼液+园林废弃物+尿素+菌剂(GBUM)处理,研究堆肥过程的腐熟、氮素转化及损失情况。结果表明:与GBU和GBUM处理相比,GB处理的高温期更长且更稳定,同时具有更适合堆肥的pH和电导率(EC)以及最高的发芽指数(221.8%)。GB处理NH_(3)和N_(2)O的排放速率分别为2.59 mg·kg^(-1)·d^(-1)和3.65μg·kg^(-1)·d^(-1),比GBU处理分别降低99.0%和50.0%,比GBUM处理分别降低99.4%和40.7%。δ^(18)O和δ^(15)NSP双同位素图谱技术分析显示,GB和GBU处理以反硝化作用为主,且GB处理反硝化作用贡献高于GBU处理,而GBUM处理以硝化作用为主;GB处理的N_(2)O还原程度(83.7%)大于GBU和GBUM处理。可见,与GBU和GBUM处理相比,GB处理的腐熟度更好、氮素损失更低,并通过增强反硝化作用的N_(2)O还原过程减少了N_(2)O排放。综上,沼液与园林废弃物可以在不受C/N与微生物的限制下直接共堆肥,这种方式既保护了环境,又节约了资源,在实际生产中可以实现废弃物的循环再利用。
- 梁晓烽王虹李玉中杨睿张冬冬周晚来戚智勇林伟
- 土壤含水量对硝化和反硝化过程N_2O排放及同位素特征值的影响被引量：23
- 2017年
- 【目的】通过室内培养试验,研究不同含水量对北京顺义潮褐土N_2O排放及同位素特征值(δ15Nbulk,δ18O和nitrogen isotopomer site preference of N_2O,简称SP)的影响,以期获得不同水分条件下土壤N_2O产生途径及变化规律,为农田土壤N_2O减排提供理论依据。【方法】结合稳定同位素技术与乙炔抑制法,以北京顺义潮褐土为试材,设置3个含水量梯度:67%、80%和95%WFPS(土壤体积含水量与总孔隙度的百分比或实际重量含水量与饱和含水量的百分比,简称WFPS),在此基础上设置无C2H2,0.1%(V/V)C2H2和10%(V/V)C2H2处理。将土壤装入培养瓶中培养2 h,之后收集培养瓶中的气体测定N_2O浓度及同位素特征值,并采集土样测定其NH+4-N和NO-3-N的含量。利用同位素二源混合模型计算硝化和反硝化作用对土壤N_2O排放的贡献率,对N_2O产生途径进行量化分析。【结果】根据室内土壤培养测定结果,高(95%WFPS)、中(80%WFPS)和低(67%WFPS)含水量土壤N_2O加权平均排放通量分别为1.17、0.27和0.08 mg N·kg-1·d-1,高含水量土壤N_2O排放量均显著高于中、低含水量处理,中含水量处理显著高于低含水量;整个培养周期,高、中和低含水量土壤N_2O+N_2累积排放量分别为培养初期总的无机氮含量的18.05%、5.27%和1.24%(N_2O+N_2累积排放量分别为19.61、5.72和1.35 mg N·kg-1;各处理NH+4-N+NO-3-N初始含量均为108.62 mg N·kg-1);与低含水量处理相比,高、中含水量土壤的N_2O+N_2累积排放量分别增加了13.53倍和3.24倍,高含水量土壤N_2O+N_2累积排放量比中含水量高2.43倍,表现为随着含水量的增加,土壤无机氮(NH+4-N+NO-3-N)以气态氮(N_2O+N_2)形式的损失量逐渐增加。3个含水量处理N_2O的δ15Nbulk加权平均值变化范围为-42.93‰—-4.07‰,且较高含水量处理显著低于较低含水量处理;10%(V/V)C2H2抑制土壤中N_2O还原成N_2的过程,各含水量土壤中,10%(V/V)C2H2处理组其N_2O的δ18O值显著低于0
- 郑欠丁军军李玉中林伟徐春英李巧珍毛丽丽
- 关键词：N2O硝化作用反硝化作用
- 有机肥与无机肥配施对菜地土壤N_2O排放及其来源的影响被引量：12
- 2016年
- 该研究采用同位素自然丰度法,通过室内培养试验研究北京地区菜地有机肥和无机肥配施对土壤释放N2O及同位素位嗜值SP(site preference)的影响,以期获得不同肥料及其配比下土壤N2O的来源及变化规律。结果表明:施用无机肥释放的N2O显著高于有机肥,其累积排放量是有机肥的6.63倍,且无机肥施用比例越高,排放量越大;各肥料组合在施用后7天内均以反硝化作用生成N2O为主,贡献最高达到78.89%,SP为6.97‰,之后硝化作用逐渐增强并成为主要途径,最高占比达76.48%,SP为25.24‰;培养期内施用无机肥可以促进反硝化作用,平均占比52.98%,SP为15.52‰,而有机肥会使硝化作用增强,平均占比71.35%,SP为23.55‰。因此,在北京潮褐土地区菜地土壤施用有机肥对N2O有良好的减排效果,可为蔬菜生产中肥料的合理应用提供科学依据。
- 林伟张薇李玉中徐春英李巧珍郑欠
- 关键词：土壤硝化作用反硝化作用
- 基于双同位素图谱评估肥料类型对滴灌白菜地N_(2)O来源的影响被引量：1
- 2020年
- N_(2)O是一种重要的温室气体,菜地高水高肥导致其排放量大。该研究通过解析滴灌条件下不同肥料处理对白菜地N_(2)O排放的影响,以阐明滴灌下不同肥料处理的N_(2)O来源,为菜地土壤N_(2)O减排提供理论依据。设置无机复合肥(NPK)、有机肥(M)、无机水溶肥(WS)和无肥(NF)4种常见肥料处理,采用滴灌方式灌溉,收集菜地土壤排放的N_(2)O,并利用稳定同位素技术分析N_(2)O的同位素特征值,通过15N在N_(2)O分子中的位置偏好值、N_(2)O和H2O之间的净同位素效应值搭建双同位素图谱,分析N_(2)O产生途径及其贡献。结果表明,对于NPK、M、WS和NF处理,N_(2)O排放通量分别为1074、146.5、116.2和112.9μg/(m^(2)·h);NPK、M、WS处理的氮肥利用效率分别为45.1%、22%、45.2%;NPK、M、WS和NF处理下N_(2)O主排期的硝化作用贡献分别约为38%、46%、54%和49%,N_(2)O主排期的N_(2)O还原程度分别约为14%、71%、46%和70%。可见,无机水溶肥处理显示了最高的氮素利用效率和较低的N_(2)O排放量,且其与无机复合肥处理的N_(2)O还原程度都相对较低不利于反硝化过程中的N_(2)O减排;有机肥处理则有最高的N_(2)O还原程度,是减少反硝化作用N_(2)O产生的主要途径。综合考虑,该研究推荐菜地施肥时采用有机肥作为底肥,管理过程中配合水肥一体化技术,达到促进N_(2)O还原以减少N_(2)O排放和提高肥料氮素利用效率的效果。
- 林伟林伟王宇郑欠庄姗丁军军丁军军
- 关键词：同位素肥料滴灌
- 有机肥和无机肥对菜地土壤N_2O排放及其来源的影响被引量：12
- 2018年
- 以北京地区白菜地为研究对象进行肥料试验,结合乙炔抑制试验设置有机肥乙炔组、有机肥无乙炔组、无机肥(尿素)乙炔组、无机肥无乙炔组4个处理,利用N_2O稳定同位素自然丰度技术,研究菜地土壤N_2O排放通量和同位素特征值的变化规律,旨在明确在不同肥料作用下N_2O产生和消耗的微生物途径,为减少菜地N_2O排放和科学施肥提供理论依据.结果表明:在白菜生长期内有机肥乙炔组、有机肥无乙炔组、无机肥乙炔组、无机肥无乙炔组的N_2O总排放量分别为(374±37)、(283±34)、(458±36)、(355±41)g·m^(-2),有机肥处理的N_2O通量显著低于无机肥处理,乙炔组的N_2O通量显著高于无乙炔组;两种肥料处理的N_2O还原程度基本相同,而无机肥处理的硝化作用更高;乙炔仅抑制部分硝化作用,在N_2O排放高峰期也仅抑制部分N_2O还原,当排放降低时才能完全抑制N_2O还原.可见,无机肥尿素能够促进硝化作用进而增加N_2O排放,高浓度的N_2O对乙炔抑制N_2O还原起拮抗作用.因此,在北京地区菜地使用有机肥替代部分无机肥可以有效减少硝化作用触发的土壤N_2O排放,同时在使用乙炔抑制方法研究N_2O来源时应考虑合理的N_2O浓度阈值.
- 林伟丁军军李玉中徐春英李巧珍郑欠庄姗
- 关键词：硝化作用
- 稳定同位素技术在土壤N2O溯源研究中的应用被引量：10
- 2017年
- 氧化亚氮(N_2O)作为三大温室气体之一,追溯其来源已经成为研究热点,稳定同位素技术在土壤N_2O来源追踪方面已得到广泛应用.本文概述了产生N_2O的微生物、产生过程及其主要影响因素,综述了国内外关于利用N_2O同位素特征值δ^(15)N、δ^(18)O和SP值(N_2O分子内^(15)N在不同位置上的位嗜值)分析其来源的研究进展,以期为今后相关研究提供参考.其中关于SP的研究在国内尚属初级阶段,因此本文重点介绍国外SP在其溯源上的研究情况,并对今后国内相关研究提出一点看法.
- 林伟房福力张薇丁军军李玉中徐春英李巧珍
- 关键词：稳定同位素土壤微生物硝化作用反硝化作用
- 柠檬酸对温室土壤磷有效性的影响被引量：4
- 2015年
- 温室菜地土壤面临磷肥大量投入,磷肥有效性低下等问题,为提高土壤中磷素的有效性,减少磷肥施用,亟待开展相关研究。以番茄为供试对象,研究温室番茄地施用柠檬酸对土壤有效磷时空变化及番茄产量的影响,试验设置磷肥和柠檬酸2个因素4个水平,采用完全随机设计,分别为:0(CA0)、0.42(CA1)、0.84(CA2)、1.26(CA3)kg·hm-2和0(P0)、96(P1)、168(P2)、240(P3)kg·hm-2。结果表明:与对照相比,施加柠檬酸后土壤p H极显著降低(P<0.01),CA3P0处理使土壤p H降低了0.62;不施加磷肥时,柠檬酸促进土壤磷素的释放,提高了土壤有效磷的含量;施加磷肥后,柠檬酸和磷肥交互作用可以显著提高表层0~20 cm土壤有效磷含量,但是过多施用柠檬酸和磷肥CA3P3处理使表层0~20 cm土壤有效磷含量降低,使20~40 cm土壤有效磷含量增加,并提高有效磷向下运移的可能性。合适的柠檬酸和磷肥配比CA2P2既可以获得较高番茄产量6.02 t·hm-2,又可以减少30%的磷肥施用量,同时降低磷素向深层运移的风险。
- 房福力姚志鹏林伟李玉中徐春英李巧珍
- 关键词：温室有效磷柠檬酸磷肥
- 不同根系分泌物对土壤N2O排放及同位素特征值的影响被引量：3
- 2020年
- 【目的】探究植物根系分泌的主要组分(有机酸、氨基酸、糖类)对土壤N2O排放及其微生物过程的影响,为选择适宜的植物进而控制土壤N2O排放提供支撑。【方法】通过室内试验分别添加草酸、丝氨酸、葡萄糖于土壤中模拟根系的3种主要分泌物,每种分泌物设置两个浓度水平:低浓度(150μg C·d^-1)和高浓度(300μg C·d^-1),另设置添加蒸馏水的对照组,共7个处理。将土壤置于120 mL玻璃瓶中进行培养,24 h内采集气体样品7次,每次培养2 h,获取N2O排放速率、日累积排放量和同位素特征值(δ^15N^bulk、δ^18O和SP(site preference,SP=δ^15N^α-δ^15Nβ))。【结果】添加3种根系分泌物组分后,土壤N2O排放速率均逐渐升高,且均高于对照。高浓度处理组N2O累积排放量为:葡萄糖((3.2±1.3)mg·kg^-1·d^-1)处理>丝氨酸((2.6±0.5)mg·kg^-1·d^-1)处理>草酸((1.4±0.2)mg·kg^-1·d^-1)处理,低浓度处理组为:草酸((2.7±1.3)mg·kg^-1·d^-1)处理>丝氨酸((1.8±0.4)mg·kg^-1·d^-1)处理>葡萄糖((1.6±0.8)mg·kg^-1·d^-1)处理;添加根系分泌物的不同处理间土壤N2O的δ18O值无明显差异,并稳定在24.1‰—25.6‰,且均显著高于对照((20.1±1.5)‰);土壤N2O的δ15Nbulk值与添加根系分泌物的种类有关,其中草酸处理组为(-20.06±2.22)‰、丝氨酸处理组为(-22.33±1.10)‰、葡萄糖处理组为(-13.86±1.11)‰、对照组为(-23.14±3.72)‰。各处理土壤N2O的SP值的变化范围为13.13‰—15.03‰,根系分泌物浓度越高,SP值越低。综合分析不同处理4个指标(N2O排放速率、N2O的δ^15N^bulk、δ^18O和SP值)的不同时刻的检测值与日均值的校正系数,添加根系分泌物后第16小时各处理4个指标的校正系数最接近于1。【结论】在NH4^+-300 mg N·kg^-1的土壤环境下根系分泌物促进N2O的排放,且在培养期间(24 h)土壤N2O排放速率逐渐升高。高浓度处理组葡萄糖对土壤N2O排放速率促进效果最强,低浓度处理组草
- 庄姗林伟丁军军郑欠寇馨月李巧珍李玉中
- 关键词：根系分泌物硝化作用反硝化作用N2O
