《華北高產糧田溫室氣體排放與氨氧化菌回響機理研究》是依託中國農業大學，由吳文良擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：華北高產糧田溫室氣體排放與氨氧化菌回響機理研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：吳文良
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對農田生態系統在緩解氣候變化的重要性，以及發展碳增匯和溫室氣體減排措施的迫切性，本項目基於華北高產糧田系統中氮素和秸稈管理定位試驗，以集約農田溫室氣體減排調控為目標，通過研究不同管理措施下（氮肥水平、控釋肥、秸稈及有機肥管理）溫室氣體（CO2、CH4和N2O）排放機理，並結合生命周期評價法和增溫潛勢，即用淨增溫潛勢（Net-GWP）法綜合評價不同管理措施對環境效益的影響；利用分子生物學技術（實時螢光PCR，DGGE等）研究團聚體尺度下氨氧化細菌群落結構及其與N2O排放的互作機理，明確土壤碳增匯、溫室氣體減排與土壤氨氧化菌的回響關係，揭示華北集約糧區農田生態系統溫室氣體排放及其調控機制，對理解華北集約農業生態系統中碳增匯和溫室氣體減排具有重要科學和現實意義。
結題摘要
鑒於農田生態系統在緩解氣候變化的重要性，以及發展碳增匯和溫室氣體減排措施的迫切性，本研究基於華北高產糧田長期定位實驗和內蒙古農牧科學研究院長期定位實驗，研究不同管理措施下（氮肥水平、控釋肥、秸稈、有機肥、耕作措施和水分管理）溫室氣體排放的機理；研究綜合農業管理措施條件（常規、有機、無氮和自然恢復地）對土壤有機碳累積的影響以及土壤生物在該過程中的作用；研究土壤肥力對細菌和氨氧化微生物群落數量和結構的影響。主要研究結果如下： 1、肥水管理能夠顯著影響農田N2O的排放脈衝和累積排放量；華北平原農田土壤是大氣CH4的弱匯；採用最佳化氮肥措施處理的CO2排放強度都顯著降低，利用綜合農業管理措施可實現溫室氣體減排及維持糧食穩產雙重目標。 2、尿素中的添加硝化抑制劑能顯著降低農田N2O排放脈衝值和累積排放量，但添加脲酶抑制劑和同時添加兩種抑制劑後的減排效果並不明顯。 3、綜合農業管理措施條件，大團聚體土壤有機碳濃度最高。微團聚體對整土有機碳含量的貢獻最大。植食性線蟲相對豐度最高。土壤動物種群變化主要為食細菌線蟲，捕食性線蟲和雜食性線蟲。土壤物理結構對土壤碳的貢獻依次為微團聚體、粉粘粒和粉粘粒。 4、聚類和排序分析都表明土壤是否施用有機肥是介導壤細菌群落結構變化的主要因素。在施用有機肥的土壤中，富營養的種群如 Proteobacteria、Bacteroidetes 和 Firmicutes 更占優勢。施肥方式會影響各功能微生物的相對豐度，並進一步影響土壤碳氮循環。 5、通過對施氮、灌溉、秸稈管理和耕作制度的最佳化形成了管理方式，每個作物生長季均表現出較低的碳排放當量。研究期間夏玉米−冬小麥−夏玉米3季的累積碳排放當量分別較常規處理降低37.2%至74.6%。
