凋落茶葉對(duì)華中地區(qū)酸化茶園土壤N2O與CO2排放的影響

田亞男，何志龍，呂昭琪，夏文建，林　杉*（.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院/農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江中下游耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430070；.江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與資源環(huán)境研究所，南昌 33000）

凋落茶葉對(duì)華中地區(qū)酸化茶園土壤N2O與CO2排放的影響

田亞男1，何志龍1，呂昭琪1，夏文建2，林杉1*
（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院/農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江中下游耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430070；2.江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與資源環(huán)境研究所，南昌 330200）

采用室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)方法，研究了凋落茶葉添加（0、5、10 g·kg-1和20 g·kg-1）對(duì)酸化茶園土壤N2O和CO2排放特征的影響。結(jié)果表明：4種添加水平下，N2O和CO2排放通量分別為0.24～3.92 μg·kg-1·h-1和0.33～1.84 mg·kg-1·h-1；凋落茶葉的添加顯著促進(jìn)了酸化茶園土壤N2O和CO2排放（P＜0.05），且兩種氣體的排放通量隨著凋落茶葉添加量的增加而增加；凋落茶葉顯著提高了酸化土壤pH值（P＜0.05），且添加量越多，pH值變幅越大，其一定程度上改善了茶園土壤酸化現(xiàn)象。茶園土壤銨態(tài)氮與N2O排放通量呈極顯著相關(guān)，而硝態(tài)氮與N2O排放通量未呈顯著相關(guān)性。土壤可溶性有機(jī)碳含量與N2O和CO2排放通量均呈極顯著相關(guān)關(guān)系。茶園土壤N2O排放通量和CO2排放通量呈極顯著正相關(guān)。研究結(jié)果有助于闡明凋落茶葉對(duì)茶園土壤溫室氣體排放的作用規(guī)律，且對(duì)了解茶園生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)有一定的理論意義。

凋落茶葉；酸化茶園；N2O排放；CO2排放；pH值

田亞男，何志龍，呂昭琪，等.凋落茶葉對(duì)華中地區(qū)酸化茶園土壤N2O與CO2排放的影響［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2016，35（8）：1625-1632.

TIAN Ya-nan，HE Zhi-long，Lü Zhao-qi，et al.Effects of tea litter applications on N2O and CO2fluxes from acidification of tea garden soil in Central China［J］. Journal of Agro-Environment Science，2016，35（8）：1625-1632.

近年來，由于溫室氣體濃度不斷上升導(dǎo)致的氣候變暖，已成為當(dāng)今全球性的環(huán)境問題。CO2是大氣中最主要的溫室氣體［1］，對(duì)全球變暖的貢獻(xiàn)率在60%以上［2］。N2O是僅次于CO2的一種溫室氣體，其增溫潛勢(shì)是等質(zhì)量CO2的310倍［3］。目前大氣中CO2和N2O濃度持續(xù)上升，分別達(dá)到了393.1 μL·L-1和325.1 nL·L-1，比工業(yè)革命前（1750年）增加了40%和20%［4］。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)是溫室氣體排放的主要來源，其占溫室氣體排放總量的20%～35%。據(jù)農(nóng)業(yè)部門估計(jì)，在全球范圍內(nèi)，農(nóng)業(yè)活動(dòng)產(chǎn)生的N2O排放占總?cè)祟惢顒?dòng)產(chǎn)生N2O排放的70%［5］，因此，研究不同農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體排放已成為當(dāng)今熱點(diǎn)問題。

茶園是我國(guó)主要的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)之一，我國(guó)茶園面積和茶葉產(chǎn)量均居世界首位［6］。在茶園生態(tài)系統(tǒng)中，茶園定期修剪以及茶樹自然落葉過程，使茶園每年都有一定量的凋落茶葉歸還于土壤，一方面這些凋落茶葉在養(yǎng)分循環(huán)中起到連接植物與土壤的“紐帶”作用［7］；另一方面，凋落物作為養(yǎng)分的基本載體，不僅影響土壤微生物活性，還會(huì)影響土壤酸度，進(jìn)而改變溫室氣體的產(chǎn)生和排放［8-10，24］。目前，關(guān)于凋落物的研究主要集中在森林凋落物及農(nóng)作物殘落物［10-14］，而對(duì)于茶園凋落物對(duì)酸化茶園土壤的改良效果及溫室氣體排放的影響報(bào)道較少。本研究以華中地區(qū)酸化茶園土壤為對(duì)象，通過室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)，探討了凋落茶葉不同添加量對(duì)茶園土壤酸度及溫室氣體排放的影響，以期明確茶園土壤溫室氣體排放對(duì)凋落物輸入的響應(yīng)特征。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試土壤采集于湖北省咸寧市賀勝橋鎮(zhèn)茶園（29°58′28″N，114°21′42″E）表層（0～20 cm）土壤，隨機(jī)分成兩個(gè)部分：一部分風(fēng)干后過2 mm篩，用于培養(yǎng)試驗(yàn)；另一部分用四分法取一定土壤研磨過0.25 mm篩，用于土壤理化性質(zhì)測(cè)定。凋落物撿取自該茶園秋季凋落葉，置于65℃的烘箱內(nèi)干燥72 h直至恒重并粉碎通過0.25 mm篩待用。供試土壤初始pH值為4.64，全碳含量為17.16 g·kg-1，全氮含量為1.04 g·kg-1，C/N為16.50；凋落茶葉全碳含量為60.15 g·kg-1，全氮含量為3.78 g·kg-1，C/N為15.91。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

稱取過2 mm孔篩的風(fēng)干土樣500 g于1 L廣口瓶中，先加適量蒸餾水濕潤(rùn)土壤，預(yù)培養(yǎng)6 d，以激活土壤微生物和消除干濕效應(yīng)［15］。試驗(yàn)設(shè)置4種添加凋落物水平的處理：CK（0 g·kg-1）、T5（5 g·kg-1）、T10（10 g·kg-1）、T20（20 g·kg-1）。用蒸餾水調(diào)節(jié)土壤孔隙含水量（Water filled pore space，WFPS）為80%，在25℃條件下恒溫培養(yǎng)26 d。利用稱重法，每2 d補(bǔ)水一次，以補(bǔ)充因蒸發(fā)引起的水分損失。每個(gè)處理設(shè)置6個(gè)重復(fù)，3個(gè)用于N2O和CO2濃度測(cè)定，3個(gè)用于土壤pH值、NH+4-N、NO-3-N、DOC含量動(dòng)態(tài)變化分析。

在培養(yǎng)的第1、2、3、4、5、6、8、12、14、18、22、26 d采集氣體樣品和土壤樣品，測(cè)定土壤N2O和CO2產(chǎn)生速率及土壤理化指標(biāo)。采氣前，反復(fù)抽氣并通入大氣使瓶?jī)?nèi)氣體濃度與瓶外大氣濃度平衡，采集培養(yǎng)瓶上部空間氣體樣本，作為初始?xì)怏w濃度，記錄采樣時(shí)間，密閉靜置培養(yǎng)1 h后，用注射器反復(fù)推拉針管3次以混勻瓶?jī)?nèi)氣體，然后立即將采集氣體樣品存入事先抽成真空的集氣瓶中，并再次記錄采樣時(shí)間。

1.3氣體及土壤樣品分析

N2O和CO2濃度由氣相色譜儀（Agilent 7890A）測(cè)定；土壤pH按水土比2.5∶1攪拌，pH計(jì)測(cè)定；土壤無機(jī)氮（NH+4-N和NO-3-N）含量采用1 mol·L-1KCl浸提，德國(guó)Seal Analytical AA3流動(dòng)分析儀測(cè)定；土壤中DOC含量采用德國(guó)Elementer Vario TOC儀測(cè)定。

1.4數(shù)據(jù)處理

采用Excel對(duì)N2O、CO2排放量及土壤各指標(biāo)含量進(jìn)行計(jì)算，采用SPSS16.0進(jìn)行Pearson相關(guān)分析和方差分析，采用Origin8.0對(duì)動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行圖形繪制。

2　結(jié)果與分析

2.1土壤N2O和CO2排放通量變化

培養(yǎng)期內(nèi)，各處理N2O和CO2排放通量均表現(xiàn)出先增加后下降，最后趨于平穩(wěn)的狀態(tài)（圖1）。與CK處理相比，添加凋落茶葉后N2O排放通量激增，T5、T10、T20處理N2O排放高峰均出現(xiàn)在第1 d，峰值分別為2.14、8.96、19.67 μg·kg-1·h-1，第6 d后基本趨于穩(wěn)定且各處理間N2O排放通量差異縮?。欢鳦O2排放的變化更為明顯，與CK處理相比，各處理CO2排放在添加凋落茶葉后也顯著增加，T5處理CO2排放高峰出現(xiàn)在第2 d，T10、T20處理則出現(xiàn)在第3 d，峰值分別為1.35、2.18、3.83 mg·kg-1·h-1，第10 d后基本趨于穩(wěn)定，但凋落茶葉高添加量的土壤CO2排放始終高于低添加量的土壤。培養(yǎng)結(jié)束時(shí)，T20、T10、T5處理土壤CO2排放通量分別是CK處理的4.19、2.99、1.87倍。

圖1　土壤N2O和CO2排放通量隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化Figure 1 Temporal dynamics of nitrous oxide and carbon dioxide fluxes in tea soil

2.2凋落茶葉對(duì)N2O和CO2排放的影響

培養(yǎng)期內(nèi)，各處理N2O與CO2累積排放量大小順序均為T20＞T10＞T5＞CK。T5、T10、T20處理N2O累積排放量較CK處理分別增加了74.11、367.31、1 809.56 μg·kg-1（表1），且T10、T20處理與CK處理達(dá)到顯著差異（P＜0.05）。各處理的CO2累積排放量也顯著高于CK處理（P＜0.05），T5、T10、T20處理較CK處理分別顯著增加了241.44、500.24、845.78 mg·kg-1。N2O與CO2平均排放通量與凋落茶葉添加量呈顯著和極顯著的線性正相關(guān)關(guān)系（圖2）?？梢?，添加凋落茶葉后均顯著促進(jìn)了N2O和CO2排放，且N2O和CO2累積排放量隨著添加量的增加而增多。

2.3土壤無機(jī)氮、DOC、pH動(dòng)態(tài)變化

整個(gè)培養(yǎng)階段，各處理銨態(tài)氮含量呈現(xiàn)先增加后降低直至平穩(wěn)的過程（圖3）。各處理銨態(tài)氮含量均在第2 d達(dá)到峰值，T20處理的銨態(tài)氮含量最高，其次是T10處理，T5處理與CK處理相近，之后急劇下降，第6 d后，各處理銨態(tài)氮含量已趨于穩(wěn)定且基本相同。而不同處理間的土壤硝態(tài)氮含量動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)不一致，在培養(yǎng)期間，CK處理的土壤硝態(tài)氮含量逐漸增加而后趨于穩(wěn)定，而添加凋落茶葉后，土壤硝態(tài)氮含量前期先逐漸增加，T5和T10處理硝態(tài)氮含量在第5 d后下降并趨于穩(wěn)定，而T20處理硝態(tài)氮含量在第5 d劇烈下降，第11 d后逐漸趨于穩(wěn)定。培養(yǎng)結(jié)束時(shí)，CK處理硝態(tài)氮含量最高，T20處理最低。

表1　不同凋落茶葉添加量處理下茶園土壤N2O和CO2排放Table 1 N2O and CO2emissions under different levels of tea litter addition

圖2　凋落茶葉添加量與N2O和CO2排放通量的關(guān)系Figure 2 Correlations between tea litter rate and nitrous oxide and carbon dioxide fluxes

添加凋落茶葉處理土壤DOC含量均表現(xiàn)為先增加后劇烈下降的趨勢(shì)，第1 d均達(dá)到峰值，T20處理峰值最高，為375.32 mg·kg-1，其次是T10和T5處理，含量分別為202.31 mg·kg-1和117.63 mg·kg-1，第3 d后含量已基本趨于穩(wěn)定，而對(duì)照處理土壤DOC含量基本保持不變。培養(yǎng)結(jié)束時(shí)，各處理DOC含量平均值存在顯著差異（P＜0.05），高低順序?yàn)門20＞T10＞T5＞CK，表明凋落茶葉增加土壤DOC含量。

培養(yǎng)期間各處理土壤pH值變化趨勢(shì)基本一致，凋落茶葉的添加明顯提高了土壤pH值，且添加量越多，pH值變幅越大（圖5）。培養(yǎng)結(jié)束后，土壤pH值呈現(xiàn)顯著差異，T20處理的土壤pH值最高，其次是T10處理，CK處理最低。添加凋落物后T20、T10、T5處理土壤pH值較CK處理分別提高了0.64、0.32、0.12。

圖3　土壤-N和-N含量動(dòng)態(tài)變化Figure 3 Temporal dynamics of soil-N and-N content

圖4　土壤DOC含量動(dòng)態(tài)變化Figure 4 Temporal dynamics of soil DOC content

2.4土壤N2O和CO2排放影響因素

2.4.1土壤礦質(zhì)氮與N2O排放的關(guān)系

土壤礦質(zhì)氮是影響N2O排放通量的主要因素之一。通過對(duì)不同處理下土壤-N含量與N2O排放通量的相關(guān)性分析表明，二者呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.01），說明土壤-N含量越高，N2O排放越多。而不同處理下土壤-N與N2O并不存在顯著相關(guān)關(guān)系（圖6）。

圖5　土壤pH動(dòng)態(tài)變化Figure 5 Temporal dynamics of soil pH values

2.4.2土壤DOC與N2O和CO2排放的關(guān)系

土壤可溶性有機(jī)碳是土壤活性有機(jī)碳庫(kù)的重要表征指標(biāo)之一，其與土壤溫室氣體的產(chǎn)生直接相關(guān)。不同處理下DOC對(duì)N2O和CO2排放通量均有極顯著影響，與N2O和CO2排放呈線性正相關(guān)關(guān)系（P＜0.01），其相關(guān)系數(shù)R2分別為0.799和0.337（圖7）。

2.4.3土壤pH值與N2O排放的關(guān)系

土壤pH值與N2O平均排放通量的關(guān)系如圖8所示，土壤pH值極顯著影響了N2O的排放（P＜0.01），其與N2O平均排放通量呈線性正相關(guān)關(guān)系，且相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.998。表明在一定范圍內(nèi)，酸化茶園土壤pH值越接近中性，茶園土壤N2O排放通量越高。

建議水利部加快水資源論證立法，以法律形式保障規(guī)劃水資源論證的實(shí)施，這是規(guī)劃水資源論證能夠順利有效實(shí)施的重要保障。目前規(guī)劃水資源論證制度還未完全建立，需要從法律的角度嚴(yán)格要求執(zhí)行規(guī)劃水資源論證的強(qiáng)制性?？山梃b《環(huán)境影響評(píng)價(jià)法》的立法實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，盡早出臺(tái)《水資源論證條例》，將建設(shè)項(xiàng)目水資源論證和規(guī)劃水資源論證納入統(tǒng)一法律體系進(jìn)行管理。建議水利部盡快出臺(tái) 《規(guī)劃水資源論證管理辦法》《規(guī)劃水資源論證報(bào)告書審查工作管理規(guī)定》，明確規(guī)劃水資源論證報(bào)告書審查權(quán)限，嚴(yán)格報(bào)告書編制、審查審批、監(jiān)督管理。

2.5N2O排放通量和CO2排放通量的相關(guān)關(guān)系

華中地區(qū)酸化茶園土壤N2O排放通量與CO2排放通量存在一定的相關(guān)關(guān)系（圖9）。本研究中，添加凋落茶葉后N2O排放通量與CO2排放通量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.01），其相關(guān)系數(shù)R2=0.469?？梢?，N2O與CO2的生成環(huán)境具有緊密的關(guān)聯(lián)性。

圖6　土壤礦質(zhì)氮與N2O排放通量的關(guān)系Figure 6 Correlations between soil mineral nitrogen content and N2O emission fluxes

圖7　土壤可溶性有機(jī)碳與N2O和CO2排放的關(guān)系Figure 7 Correlations between DOC and N2O and CO2emission

圖8　土壤pH值與N2O排放的關(guān)系Figure 8 Correlations between soil pH value and N2O emission

圖9　N2O排放通量與CO2排放通量的關(guān)系Figure 9 Correlations between N2O and CO2emission fluxes

3　討論

本研究中，添加凋落茶葉促進(jìn)了溫室氣體排放，一方面，凋落茶葉作為茶園土壤豐富的碳源，為微生物提供了豐富的物質(zhì)和能源，使微生物數(shù)量增加，活動(dòng)加劇，呼吸作用迅速增強(qiáng)；另一方面，凋落茶葉的添加激發(fā)了土壤有機(jī)質(zhì)及凋落物的礦化分解［16］，導(dǎo)致CO2大量產(chǎn)生。因此，本研究中發(fā)現(xiàn)土壤CO2排放通量與凋落茶葉添加量呈極顯著的線性正相關(guān)關(guān)系（圖2，P＜0.01），CO2排放通量隨著凋落茶葉添加量的增加而逐漸增多。微生物分解凋落茶葉中的碳源會(huì)消耗土壤中的氧氣，加快土壤厭氧環(huán)境的形成，同時(shí)又為硝化和反硝化作用提供更多的底物，導(dǎo)致N2O排放增加。本研究得出，N2O排放通量與凋落茶葉添加量呈現(xiàn)顯著的線性正相關(guān)關(guān)系（圖2，P＜0.01）。王光軍等［10］研究馬尾松林土壤呼吸對(duì)去除和添加凋落物處理的響應(yīng)結(jié)果表明：樹木凋落物促進(jìn)森林土壤呼吸，施加凋落物處理可使土壤呼吸速率增加了17.03%，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。J?ger等［17］室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)的結(jié)果表明：土壤有機(jī)碳含量越高，N2O排放越多。倪玉雪等［18］研究也發(fā)現(xiàn)外源碳的增加促進(jìn)了N2O和CO2的排放。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)N2O排放通量與CO2排放通量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（圖9，P＜0.01），兩者排放通量都隨著凋落茶葉的添加而增加，且累積排放量隨著添加量的增加而增多。這與Millar等［19］研究向土壤中添加樹林中的殘留物發(fā)現(xiàn)N2O排放通量與CO2排放通量顯著相關(guān)結(jié)果一致。

土壤可溶性有機(jī)碳（DOC）是土壤有機(jī)碳中最活躍的組分，是土壤中易于利用的養(yǎng)分庫(kù)及有機(jī)物分解和氮礦化的動(dòng)力。整個(gè)培養(yǎng)期內(nèi)，DOC含量先增加后下降直至趨于穩(wěn)定，這主要是因?yàn)榈蚵洳枞~含有大量的有機(jī)物質(zhì)，添加到土壤后，微生物將凋落物及土壤中的大分子有機(jī)物分解成可直接利用的碳源，使DOC含量急劇升高，呼吸作用增強(qiáng)；隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，由于可利用的碳源被分解，DOC含量減少，呼吸作用減弱，當(dāng)微生物數(shù)量、可利用的碳氮源處于平衡時(shí)，DOC含量和CO2排放通量基本保持穩(wěn)定（圖4）。因此，DOC含量變化趨勢(shì)與CO2排放趨勢(shì)一致，呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)關(guān)系（圖7，P＜0.01）。李彬彬等［22］研究結(jié)果也表明DOC含量與CO2排放呈顯著相關(guān)。而DOC含量還與N2O排放通量呈極顯著正相關(guān)（圖7，P＜0.01），這可能由于DOC不僅為硝化和反硝化細(xì)菌提供碳源和能源，還為反硝化作用提供了電子受體［23］。本研究中，凋落茶葉處理的DOC含量均大于對(duì)照處理，且添加量越多，DOC含量增加越多，這是由于添加凋落物后，刺激了微生物的繁殖，促進(jìn)了對(duì)凋落物的分解，且添加量越多分解越多，DOC作為有機(jī)物質(zhì)的分解產(chǎn)物含量逐漸升高。

隨著茶樹種植年限及施肥的影響，茶園土壤酸化問題日益加劇。本研究中，添加凋落茶葉后，土壤pH值升高，且添加量越多，pH值增幅越大（圖5）。一方面可能是凋落茶葉中的堿性成分（灰化堿）中和了土壤酸度，提高土壤pH值［24］；另一方面可能是凋落物中有機(jī)氮的礦化過程會(huì)消耗質(zhì)子，從而提高土壤pH值［25］。但有機(jī)氮礦化過程中產(chǎn)生銨態(tài)氮，促進(jìn)硝化作用釋放一定量的質(zhì)子，使pH值有一定的降低［25］，這也可能造成在培養(yǎng)過程中pH值的波動(dòng)（圖5）。王輝等［24］研究結(jié)果也表明茶樹葉提高了土壤pH值，與本文結(jié)果一致；而楊平平等［26］研究發(fā)現(xiàn)茶樹修剪葉的添加降低了土壤pH值，認(rèn)為如果茶園初始pH值較低，會(huì)改變土壤中化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生條件，此時(shí)，灰化堿起到中和的作用較小，而有機(jī)陰離子的去羧基化也會(huì)被氧化反應(yīng)取代，且由于該實(shí)驗(yàn)是淋溶條件下的模擬土柱試驗(yàn)，鹽基離子更容易淋失，使土壤酸度進(jìn)一步增加。因此，茶樹落葉對(duì)茶園土壤酸化的影響，需根據(jù)土壤特定的理化條件而定。

土壤pH值對(duì)N2O排放也有一定的影響，其可以通過影響硝化和反硝化作用微生物的活性影響N2O排放。一般認(rèn)為，pH值為6～8的中性條件最適宜土壤中反硝化作用，在酸性條件下反硝化作用會(huì)受到限制［27］。當(dāng)土壤pH值為中性時(shí)，N2是反硝化作用的主要產(chǎn)物，隨著pH值的降低，N2O所占比例增大，當(dāng)pH值降至5.2時(shí)，N2O成為主要產(chǎn)物［28］。本研究中，土壤pH值主要在4.5～5.4之間，此時(shí)反硝化作用比較微弱，這也進(jìn)一步證明N2O主要來源于硝化作用。本研究還發(fā)現(xiàn)，土壤pH值與N2O平均排放通量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（圖8，P＜0.01），表明在此pH值范圍內(nèi)，N2O排放隨著pH值增加而增加。有研究表明，pH值在3.4～6.8內(nèi)，硝化作用與土壤pH值呈正相關(guān)［29］；Han等［30］研究也認(rèn)為，茶園土壤硝化作用與土壤pH值呈正相關(guān)性或顯著正相關(guān)性，與本文結(jié)果一致。

4　結(jié)論

凋落茶葉顯著促進(jìn)了華中地區(qū)酸化茶園土壤N2O和CO2排放；相關(guān)分析表明可溶性有機(jī)碳含量與N2O和CO2排放通量的相關(guān)性極顯著，土壤銨態(tài)氮與N2O排放通量極顯著相關(guān)，而硝態(tài)氮與N2O排放通量未呈相關(guān)性。凋落茶葉顯著提高了茶園土壤pH值，在一定程度上能緩和茶園土壤酸化。

凋落茶葉的添加能有效促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)的分解，改變茶園的碳氮供應(yīng)及動(dòng)態(tài)變化，調(diào)節(jié)茶園酸化程度，對(duì)了解茶園生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)有一定的理論意義及實(shí)際參考價(jià)值，今后應(yīng)進(jìn)一步深入研究茶園生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)機(jī)制，以期為優(yōu)化茶園農(nóng)業(yè)管理措施提供理論指導(dǎo)。

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Effects of tea litter applications on N2O and CO2fluxes from acidification of tea garden soil in Central China

TIAN Ya-nan1，HE Zhi-long1，Lü Zhao-qi1，XIA Wen-jian2，LIN Shan1*
（1.College of Resources and Environment，Huazhong Agricultural University/Key Laboratory of Arable Land Conservation in Middle and Lower Reaches of Yangtze River，Ministry of Agriculture，Wuhan 430070，China；2.Institute of Soil Fertilizer and Resource Environment，Jiangxi Academy of Agricultural Sciences，Nanchang 330200，China）

Tea litter may impact soil microbes and soil properties，thus greenhouse gas emissions from soil.In this paper，a laboratory study was conducted to investigate N2O and CO2fluxes from acidification of tea garden soil receiving different amounts of tea litter：0，5，10 g·kg-1and 20 g·kg-1soil.Results showed that N2O and CO2fluxes from four treatments ranged from 0.24 μg·kg-1·h-1to 3.92 μg·kg-1·h-1and 0.33 mg·kg-1·h-1to 1.84 mg·kg-1·h-1，respectively.Tea litter applications significantly increased N2O and CO2fluxes（P＜0.05）in a dose-effect manner.Soil pH values from three tea litter treatments were significantly higher（P＜0.05）than that from the control treatment，and the pH values increased with increasing amounts of tea litters added.The N2O emissions from tea garden soil had significantly positive correlation with soil NH+4-N content，but did not show relationship with soil NO-3-N.Soil DOC content was significantly positive correlated with N2O and CO2fluxes.There was highly significant and positive correlation between N2O and CO2fluxes in tea garden soil.These results would advance our understanding of greenhouse gas fluxes and carbon and nitrogen cycling in tea garden soil system.

tea litter；acidification of tea garden；N2O flux；CO2flux；pH value

X511

A

1672-2043（2016）08-1625-08

10.11654/jaes.2016-0052

2016-01-13

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41201255，41171212）；教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)課題（IRT1247）；河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院自主創(chuàng)新專項(xiàng)基金

田亞男（1991—），女，山東聊城人，碩士研究生，從事農(nóng)田溫室氣體研究。E-mail：tynfighting@163.com

林杉E-mail：linshan@mail.hzau.edu.cn