水旱轮作体系中土壤剖面N2O行为过程及机理研究

当前普遍开展的N2O排放通量研究反映了N2O在整个土体内生物和物理过程耦合作用的最终结果。同步研究N2O排放通量、土壤剖面分布及其剖面自然丰度变异是研究N2O行为过程机理的重要手段。本项目通过田间小区试验，设置秸秆和氮肥不同处理，同时研究我国典型的具有显著水分动态特征的单季稻－小麦和双季稻－油菜2种轮作体系。通过周年同步监测N2O排放通量、土壤剖面(0~60 cm)浓度分布及其15N2O、N218O自然丰度变异，定量水旱轮作稻田生态系统中N2O的同位素特征值，评价其在全球N2O收支中的地位；同时研究土壤不同层次N2O的周转率，揭示稻田N2O的产生位点，阐明硝化和反硝化作用对N2O的相对贡献；研究水旱轮作体系中N2O的产生、还原、扩散等行为过程，明确N2O排放通量时空变异的主导因素，揭示现代农业耕作制度对水－旱轮作体系中N2O排放通量的影响，为我国农田N2O减排控制提供科学依据。

当前普遍开展的N2O排放通量研究反映了N2O在整个土体内生物和物理过程的整合结果。同步研究N2O排放通量、土壤剖面分布及其剖面自然丰度变异是研究N2O过程机理的重要手段。本项目通过田间小区试验，设置秸秆和氮肥不同处理，同时种植我国典型的单季稻－小麦和双季稻－油菜。通过周年同步监测N2O排放通量、土壤剖面(0~60 cm)浓度分布特征及其15N-N2O、18O-N2O自然丰度变异，探讨硝化和反硝化作用对N2O的相对贡献，明确稻田N2O的产生位点及地下饱和层的作用；通过不同层次土壤N2O的周转率及18O/15N比值的变化规律，明确水旱轮作体系中N2O的产生、消耗、扩散等过程机理，探讨影响N2O排放通量时空变异的主导过程，为我国农田N2O减排控制提供科学依据。率先开展稻田生态系统N2O同位素特征值及土壤剖面分布特征研究，阐释了我国稻田N2O排放量低的过程机理。研制了在水旱轮作条件下原位动态研究土壤剖面温室气体分布规律的采集系统, 并获得授权发明专利1项。已发表标准本基金项目资助学术论文18篇；其中SCI 期刊论文12 篇，其中Ⅰ区1 篇、Ⅱ区9 篇。项目申请人依托该项目成功入选国家教育部新世纪优秀人才支持计划。