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Picarro G2508((全球農田氨和氧化亞氮排放消長(cháng)效應解決方案)

發(fā)表時(shí)間:2024-04-17瀏覽量:120

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研究背景

 

 

氨(NH3)和氧化亞氮(N2O)是兩種重要的空氣污染物,對氣候變化和生物多樣性損失有重大影響。氨對大氣細顆粒物(PM2.5)和霧霾形成具有重要作用;N2O是三大溫室氣體之一,也是平流層臭氧的主要破壞者。農業(yè)是其最大的排放來(lái)源,貢獻了全球人為源NH3排放的90%和N2O排放的60%。當前針對不同氣體的有效減排措施已有大量研究,然而NH3和N2O排放之間的相互作用和權衡關(guān)系仍不確定。

 

海南大學(xué)熱帶作物學(xué)院巨曉棠教授和青年教師張翀長(cháng)期從事“碳氮循環(huán)與溫室氣體減排”方向的研究,發(fā)表了題為“Using nitrificationinhibitors and deep placement to tackle the trade-offs between NHand N2O emissions in global croplands”的研究論文,提出了全球農田NH3和N2O排放消長(cháng)效應的解決方案,為實(shí)現活性氮協(xié)同減排提供科學(xué)依據。 

 

研究?jì)热莺?jiǎn)介

 

 

此次研究在華北平原(NCP)進(jìn)行小麥-玉米輪作兩年田間試驗,NCP是全球活性氮排放的熱點(diǎn)區域。試驗結果表明,與農民普遍采用的地面撒播尿素相比,使用硝化抑制劑(NIS)+深施尿素可分別減少67%—90%的NH3排放量和73%—100%的N2O排放量。但深施尿素、地面撒播含NIS的尿素以及施用含脲酶抑制劑的尿素可能會(huì )引發(fā)兩種氣體之間此消彼長(cháng)的問(wèn)題,其中NH3和N2O的減排潛力分別為-201%—101%和-112%—89%。使用NIS+深施尿素條件下NH3和N2O的排放系數分別為1.53%—4.02%和0.22%—0.36%,遠低于其它施肥措施和IPCC的默認排放系數。

 

不同施氮管理下氨和氧化亞氮的累積排放量

(a、c、e)及排放因子(b、d、f)

 

上圖中BC和DP分別代表氮肥的表面撒施和深層施用(深施),NIs、UIs和DIs分別代表硝化抑制劑、脲酶抑制劑和雙抑制劑(脲酶和硝化抑制劑)。由于缺乏同時(shí)測量氨和氧化亞氮排放的研究,圖e和f中未顯示BC+UIs處理。直線(xiàn)表示中間值。

 

2019-2021年間小麥生長(cháng)季四次施氮產(chǎn)生的氨(a)

和氧化亞氮(b)排放通量

 

該圖顯示了在降雨量、土壤孔隙含水量WFPS和氣溫(c)。18-19、19-20、20-21表示2018-2019、2019-2020和2020-2021年的小麥生長(cháng)年份。F1表示基肥,F2表示追肥。誤差線(xiàn)為標準誤差。

 

實(shí)驗方法

 

 

此次研究使用了氣象色譜儀和分光光度計,采用田間原位采樣及實(shí)驗室分析相結合的方式進(jìn)行觀(guān)測。

 

除了以上測量方法外,目前科研領(lǐng)域也采用光譜法對氣體濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)原位監測。比如美國Picarro公司G2508高精度氣體濃度分析儀通過(guò)同時(shí)測量五種氣體(N?O、CH?、CO?、NH?和H?O),在現場(chǎng)實(shí)時(shí)長(cháng)時(shí)間觀(guān)測,從根本上簡(jiǎn)化了土壤通量研究,為科研領(lǐng)域測量研究工作提供了有力的技術(shù)支撐,帶來(lái)了更大的便利性。

 

本文第一作者為張翀博士

 

文章鏈接

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/gcb.16198

 

編輯:竇志鴻

審核:陳曉峰 

 

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