近日,内蒙古自治区环境化学重点实验室焦燕教授团队在水资源领域取得新进展,相关研究成果“Mechanisms underlying nitrous oxide emissions and nitrogen leaching from potato fields under drip irrigation and furrow irrigation”。在水资源领域权威期刊《Agricultural Water Management》上发表。全文链接为:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378377421005473?via%3Dihub。
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N2O作为大气中痕量气体成分之一,除了具有温室效应,导致全球变暖以外,还消耗臭氧,破坏臭氧层,导致到达地面紫外辐射增强。大气中N2O浓度已由工业革命前的0.28ppm上升到0.31ppm,并以0.25%的年速率增长。在过去100年时间里,N2O的增温潜势是CO2的300倍。农业是N2O的重要排放源,近年来,随着人口迅速增长,对粮食需求不断增加,土壤氮肥施用逐年增长,N2O排放量也有大幅度上升。因此,厘清不同农业生产方式土壤N2O排放机制,减缓N2O排放倍受关注。
焦燕教授研究团队一直致力于陆地生态系统碳氮循环和全球变化研究,重点研究不同农业生产方式和不同土地利用方式生态系统温室气体减排,并应用于农业管理措施上,研究成果相继发表于CATENA,2021, 207, 105677;Nutrient Cycling in Agroecosystems, 2018, 112:265–276; Atmospheric Environment, 2018, 191:172–180;Environmental Science Processes & Impacts, 2021, 23, 344-356。针对上述科学问题,近期该团队利用滴灌和沟灌不同灌溉管理措施,通过野外原位观测、室内机制实验和数值化模拟等技术,揭示灌溉和施肥方式驱动土壤氮肥时空分布和氮去向机制,旨在破解氮肥在灌溉调控土壤硝化和反硝化过程中的作用。研究发现,土壤氮肥在NH4+-NO2--NO3--N2O迁移转化过程中,NO2-在氮肥N2O排放损失中起到至关重要作用。这一发现揭示了农田土壤氮肥N2O排放损失可以通过滴灌施肥模式调控,以保护大气环境。
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滴灌和沟灌不同施肥处理NO2-和N2O排放通量时空分布特征
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土壤硝化和反硝化过程土壤NO2-在N2O排放过程中的作用
该工作得到国家自然科学基金面上项目(批准号:42175038、41675140、41375144)、内蒙古重点研发计划等的资助。
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