全 文 ：N、P供给对作物排放N2O的影响研究初报*
陈　欣　沈善敏　张　璐　吴　杰　王学强　
(中国科学院沈阳应用生态研究所, 沈阳 110015)
A preliminary research on the eff ect of nitrogen and phosphorus supply on N2O emission
by crops. Chen Xin, Shen Shanmin, Zhang Lu, Wu Jie and Wang Xueqiang ( I nstitute of
App lied Ecology , A cademia Sinica, S henyang 110015) . -Chin. J . App l . Ecol. , 1995 6( 1) :
104- 105.
The preliminary r esults with detached leaves and seedlings of corn, soybean and sor ghum
fr om po t and field exper iments indicat e that ino rg anic nitro gen supply can significantly en-
hance the N 2O emission and NO
-
3 concentr ation in plants in the case of pho sphorus defi-
ciency and o f less light, but phosphorus supply and sunlight condition can markedly r e-
duce t he N 2O emission and NO-3 concentra tion in the plants. It′s concluded seemed that
the N 2O emission is a kind o f phy siolog ical pr otection t o avo id NO
-
3 accumulation in plants
w hen nit ro gen metabo lism in plants is in diso rder and miner al nitro gen is in over supply .
Key words　Crops, N 2O emission, Nitr og en and pho sphorus supply .
　　* 中国科学院沈阳应用生态研究所所长基金资助项
目.
　　1994年 11月 22日收到.
1　引　　言
　　陈冠雄等[2]通过实验观测首先证实植物 (包
括农作物)可直接排放 N 2O, 嗣后李楠等[1]发现
施用 N 肥可增强小麦排放 N 2O 的强度.植物直接
排放 N 2O 可能是植物的一种生理防卫以避免在
其他生长因子限制条件下造成体内 NO -3的过多
积累, 其后果则是导致作物对 N 素利用效率的下
降. 以往研究土壤-作物系统中 N 素的收支平衡
时, 由于未计入作物直接排放 N 2O 引起的 N 损
失, 因此按收支的差额估算土壤中 N 的反硝化损
失量可能估计过高. 本工作在于研究 P 供给和光
照条件对作物直接排放 N 2O 的影响. 充分的 P 供
给和正常的光照条件有助于作物对 N 素的利用
转化, 反之则可能对作物的 N 代谢构成障碍从而
引发强烈的 N 2O 排放.
2　研究方法
2. 1　田间试验
选择沈阳生态实验站于 1990 年开始的一组
长期肥料试验中的 4 个处理, 观测作物离体叶片
的 N 2O 排放强度. 4 个处理如下: 1) CK : 不施肥,
2) N :每年施 N150kg·ha-1, 3) P :每年施 P 16. 5kg
·ha -1, 4) NP : 每年施 N150kg·ha-1, 施 P 16. 5kg
·ha-1. 试验重复 3 次,分别种植大豆、玉米、玉米
并依次轮作, 大豆不施 N 肥, 小区面积 162m2.
2. 2　盆栽试验
设 4 个施肥处理: CK、N、P、NP ; 2 个施肥量
等级:低量和高量,低量每盆 0. 1gN、0. 025gP, 高
量每盆 1gN、0. 25gP ; 2 个光照条件: 室内散射光
和室外阳光.供试作物有大豆、玉米、高粱.砂培,
每盆装河砂 5kg, 河砂过 1mm 筛, 经酸洗后反复
水洗至 pH> 6. 5, 装盆后每盆浇一次含 K 和微量
元素 ( Ca、Mg、Fe、Mn、Zn 等 )的营养液以保证其
他养分的供给.
2. 3　分析测定
田间试验于 8月作物灌浆期选取植株顶端功
能叶片, 剪下后用石蜡封切口, 15%H2O2 溶液叶
表面灭菌, 立即置于 1000ml 三角瓶中 ,医用针筒
输入乙炔 10mo l,加盖胶塞在阳光下培养 1h,用医
用针筒取气, 气相色谱法测 N 2O 浓度. 盆栽试验
选取长势正常的整株幼苗, 洗净后用 15%H2O2
溶液灭菌, 其余操作同田间试验样品. 经培养取气
应 用 生 态 学 报　1995 年 1 月　第 6 卷　第 1 期　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY , Jan. 1995, 6( 1)∶104—105
后的植株样品 70℃烘干, 称重, 用酚二磺酸法测
定 NO -3 含量. 植株样品培养重复 4 次; 每培养瓶
取气测定重复 2 次.
3　结果与讨论
　　各项测定结果的平均值列于表 1、2、3. 由表
1、2、3 所列结果可得出以下认识: 1) 不论作物的
表 1　不同 N、P供给作物离体叶片及幼苗的 N2O排放
速率(
g·g-1干重·h-1)
Table 1 N2O emission rate of detached leaves and
seedlings under di fferent ni trogen and phosphorus sup-
ply (
g·g-1DW·h-1)
作　物
Crops
CK N P NP
田间试验
Field experi-
ment ( detach-
ed leaves)
玉米叶片
Corn
0. 016 0. 030 0. 013 0. 020
大豆叶片
Soybean
0. 014 0. 015 0. 009 0. 010
盆栽试验*
Pot experi-
ment ( s eedl-
ings )
玉米幼苗
Corn
0. 051 0. 126 0. 040 0. 104
大豆幼苗
Soybean
0. 042 0. 088 0. 034 0. 071
高粱幼苗
Sorghum
0. 082 0. 121 0. 060 0. 093
* 低量肥 Low F. (下同)
表 2　不同 N、P供给和光照条件玉米幼苗 N2O排放速
率(
g·g-1干重·h-1)
Table 2 N2O emission rate of corn seedlings under dif-
ferent N and P supply and light (
g·g-1DW·h-1)
处　理
T reatments CK N P NP
室外阳光
Sun light
outdoor
低量肥
L ow F
0. 051 0. 126 0. 040 0. 104
高量肥
High F
0. 050 0. 580 0. 044 0. 520
室内散射光
Dif fused
ligh t indoor
低量肥
L ow F
0. 275 0. 638 0. 215 0. 521
高量肥
High F
0. 282 5. 186 0. 221 5. 107
表 3　不同 N、P供给作物幼苗 NO-3-N 含量( NO-3-N mg
·100g-1·干重)
Table 3 NO-3-N concentration of seedlings under differ-
ent N and P supply ( NO-3-N mg·100g-1DW-1)
作　物 Crops CK N P NP
玉米幼苗 Corn seedl ings 0. 273 3. 680 0. 0832. 316
大豆幼苗 Soybean seed lings 0. 400 6. 742 0. 4855. 363
高粱幼苗 S orghum seedlings 0. 135 1. 587 0. 1180. 860
离体叶片或整株幼苗均能排放 N 2O. 前者的排放
速率明显低于后者或许与作物生长后期叶组织老
化以及土壤供 N 量有限有关. 在相同条件下, 高
粱、玉米的 N 2O 排放强度大于大豆. 2) 在缺 P 情
况下, N 供给可明显促进作物 N 2O 排放并随 N
用量增加 N 2O 排放增强、植株体内 NO -3 含量增
高; P供给则可显著减少作物 N 2O 排放并降低体
内 NO -3含量. 这表明作物直接排放 N 2O 可能与 P
不足而引起的体内 N 代谢受阻、NO -3积累有关.
3) 在室内散射光条件下作物幼苗 N 2O 的排放强
度大, 而改善光照(在阳光下)可显著降低N 2O 排
放. 这表明光照不足也可影响植株体内 N 代谢并
导致 N 2O 排放增强.
4　结　　论
植物排放 N 2O 可能是植株体内正常 N 代谢
受阻(在本实验中起因于缺 P 和光照不足)而采取
的一种自我生理调节以减少土壤供 N 过剩而引
起的体内 NO -3积累.
参考文献
1　李　楠等. 1993. 植物释放 N 2O 速率及施肥的影响.
应用生态学报, 4( 3) : 295- 298.
2　陈冠雄等. 1990. 植物释放氧化亚氮的研究. 应用生
态学报, 1( 1) : 94- 96.
1051 期　　　　　　　陈　欣等: N、P 供给对作物排放 N 2O 的影响研究初报