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原文传递南方稻田土壤N2O产生机制的研究方法及控制策略

专利名称：	南方稻田土壤N2O产生机制的研究方法及控制策略
摘要：	本发明涉及了一种南方稻田土壤N2O产生机制的研究方法及控制策略。本发明通过采集不同时期不同深度的稻田土壤，利用ZnCl2区分非生物和生物过程产生的N2O；采用培养法测定N2O产生速率；同时使用稳定同位素示踪技术量化区分不同途径对N2O产生的相对贡献；结合土壤理化性质，评价驱动N2O产生的影响因素。多种技术手段结合应用，从多角度揭示了稻田土壤N2O产生机制。稻田N2O产生主要来自于耕作层生物过程，由异养反硝化过程主导，其贡献率随氮肥施加量增加而降低，因此我们基于研究结果提出一种减少氮肥施加量后，异养反硝化贡献率增加，进而通过添加反硝化抑制剂减少异养反硝化产生N2O从而控制稻田土壤N2O产生的方案。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国科学院生态环境研究中心
发明人：	祝贵兵;秦瑜
专利状态：	有效
申请日期：	2022-10-25T00:00:00+0800
发布日期：	2023-01-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202211312249.7
公开号：	CN115639348A
分类号：	G01N33/24;G01N30/02;G01N27/62;G;G01;G01N;G01N33;G01N30;G01N27;G01N33/24;G01N30/02;G01N27/62
申请人地址：	100085 北京市海淀区双清路18号
主权项：	1.一种南方稻田土壤N2O产生机制的研究方法，其特征在于，包括如下步骤： S01、采集不同时期稻田土壤分层样品，进行理化性质测定； S02、研究稻田土壤N2O产生速率； S03、研究稻田土壤各个N2O产生过程贡献率； S04、根据数据计算与统计分析得到影响N2O产生过程的关键影响因素。 2.按照权利要求1所述的研究方法，其特征在于，步骤S01测定的土壤理化性质包NH4+-N、NO3--N、含水率、pH、总有机质、总碳、总氮、总磷。 3.按照权利要求1所述的研究方法，其特征在于，采集不同时期包括夏季休耕期、水稻种植期、冬季休耕期和不同深度包括0-5cm、5-10cm、10-20cm、20-30cm、30-40cm、40-60cm的稻田分层土壤。 4.按照权利要求1所述的研究方法，其特征在于，步骤S02的研究方法包括如下步骤：称取5g混匀过筛后的新鲜稻田土壤至50mL密封血清瓶中，排出瓶中空气并置换入氩气，根据测定的土壤O2含量计算出需要加入瓶中的O2体积，并置换出等体积的氩气；处理i为空白对照组，处理ii加入7mol/L的ZnCl2，每个处理均加入(NH4)2SO4和KNO3至终浓度均为50mg N/kg，每个处理设置三个平行；在原位温度条件下恒温培养，并于0、4、8、12、24、48、72小时使用气密针从瓶中取出25mL顶空气体，使用气相色谱测定气体样品的N2O浓度；用N2O气体浓度与时间进行线性拟合，直线斜率即为稻田土壤N2O产生速率，其中处理i为总N2O产生速率，包括生物N2O产生速率与非生物N2O产生速率，处理ii为非生物N2O产生速率，处理i的速率减去处理ii的速率可以得到生物过程产生N2O速率。 5.按照权利要求1所述的研究方法，其特征在于，步骤S03区分包括如下步骤：称取5g混匀过筛后的新鲜土壤至50mL密封血清瓶中，排出瓶中空气并置换入氩气，根据测定的土壤O2含量计算出需要加入瓶中的O2体积，并置换出等体积的氩气；处理I添加1.0％原子百分超的18O-H2O，处理II添加1.0％原子百分超的18O-NH4NO3，处理III加入10.0％原子百分超的15N-NaNO3，处理IV加入10.0％原子百分超的15N-(NH4)2SO4,处理V为空白对照，所有处理均需加入(NH4)2SO4与KNO3至终浓度为50mg N/kg，每个处理设置三个平行；原位温度培养4天后，用气密针从每个瓶中取出25mL顶空气体，利用同位素比质谱仪对N2O气体中18O/16O以及15N/14N比值进行测定，前四个处理的比值测定结果需减去空白对照比值后进行计算；将培养结束后的样品用2mol/L的KCl浸提，并测定其中的15NH4+和15NO3-的丰度值；计算得到N2O产生过程贡献率。 6.按照权利要求1-5中的研究方法，其特征在于，在步骤S04后在水稻种植时期减少氮肥施加量，之后通过添加反硝化抑制剂控制反硝化过程N2O排放，从而使稻田土壤N2O排放量显著减少。