Picarro G2508（（全球農田氨和氧化亞氮排放消長效應解決方案）

發表時間：2024-04-17

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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（PM_2.5）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。農業是其最大的排放來源，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系仍不確定。

海南大學熱帶作物學院巨曉棠教授和青年教師張翀長期從事“碳氮循環與溫室氣體減排”方向的研究，發表了題為“Using nitrificationinhibitors and deep placement to tackle the trade-offs between NH₃and N₂O emissions in global croplands”的研究論文，提出了全球農田NH₃和N₂O排放消長效應的解決方案，為實現活性氮協同減排提供科學依據。

研究內容簡介

此次研究在華北平原（NCP）進行小麥-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引發兩種氣體之間此消彼長的問題，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。直線表示中間值。

2019-2021年間小麥生長季四次施氮產生的氨（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年的小麥生長年份。F1表示基肥，F2表示追肥。誤差線為標準誤差。

實驗方法

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驗室分析相結合的方式進行觀測。

除了以上測量方法外，目前科研領域也采用光譜法對氣體濃度進行實時原位監測。比如美國Picarro公司G2508高精度氣體濃度分析儀通過同時測量五種氣體（N?O、CH?、CO?、NH?和H?O），在現場實時長時間觀測，從根本上簡化了土壤通量研究，為科研領域測量研究工作提供了有力的技術支撐，帶來了更大的便利性。

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

前一個：Picarro G2131-i（互花米草入侵對鹽沼生態系統中土壤碳儲量和碳源的影響）
后一個：Picarro 碳氮穩定同位素分析儀應用合集

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Picarro G2508（（全球農田氨和氧化亞氮排放消長效應解決方案）