竹葉及其生物質炭輸入對板栗林土壤N2O通量的影響

肖永恒， 李永夫, 2 *， 王戰磊， 姜培坤, 2， 周國模, 2， 劉 娟, 2

(1 浙江農林大學 浙江省森林生態系統碳循環與固碳減排重點實驗室， 浙江臨安 311300；2 浙江農林大學亞熱帶森林培育國家重點實驗室培育基地， 浙江臨安 311300)

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竹葉及其生物質炭輸入對板栗林土壤N2O通量的影響

肖永恒1， 李永夫1, 2 *， 王戰磊1， 姜培坤1, 2， 周國模1, 2， 劉 娟1, 2

(1 浙江農林大學 浙江省森林生態系統碳循環與固碳減排重點實驗室， 浙江臨安 311300；2 浙江農林大學亞熱帶森林培育國家重點實驗室培育基地， 浙江臨安 311300)

板栗林； N2O通量； 生物質炭； 竹葉

氧化亞氮(N2O)作為溫室氣體的主要組成部分，其濃度正在持續上升。N2O在大氣中的增溫效應極強，以百年為尺度單位，單位質量的N2O增溫效應是CO2的298倍[1]，因此，降低大氣中N2O濃度對于緩解全球溫室效應的不斷加劇趨勢以及維持全球生態平衡具有非常重要的意義[2]。陸地生態系統是N2O氣體的主要排放源之一，以往對陸地生態系統土壤N2O通量的研究大多集中在農田，但對人工林生態系統土壤N2O通量的研究較少。目前，全世界人工林面積已達2.27億公頃[3]，研究人工林生態系統的N2O排放通量對于減緩全球氣候變暖的趨勢以及增加陸地生態系統的碳匯功能具有重要的理論意義與實踐價值[1, 3-4]。

板栗(Castaneamollissima)是中國重要的經濟樹種之一。目前我國板栗林面積已達125萬公頃，占全世界板栗林面積的38%[5]。為了提高板栗林產量和經濟收益，經營者一般會對板栗林進行集約化經營管理。目前，板栗林的集約經營管理措施主要包括施用化肥、林地翻耕及去除林下植被等。雖然集約經營措施可以顯著提高板栗林的產量，在短時間內得到經濟效益的最大化，但是長期集約經營會對板栗林生態系統產生負面影響，如土壤碳儲量和土壤微生物活性顯著降低，土壤肥力下降，水土流失現象增加等[6]進而嚴重影響了板栗林的可持續經營。

生物質炭是一種新型材料，是由生物質在高溫、厭氧條件下熱裂解而成的多孔炭質固體，具有高度熱穩定性和易吸附性的特點，其輸入土壤后可以改變土壤理化特性、土壤肥力等，從而影響土壤溫室氣體的排放[7-9]。由于生物質炭材質、熱解溫度以及土壤類型和施用時間等都會對生物質炭的生態功能產生影響，因此，目前國內外對生物質炭影響土壤溫室氣體排放方面的研究結果也不盡一致[10]。Scheer等[9]研究結果表明，輸入生物質炭可以顯著減少草地土壤N2O的排放通量。張斌等[11]的研究結果也表明，生物質炭的輸入顯著降低了水稻土N2O的排放通量。Wu等[12]研究發現，輸入小麥秸稈生物質炭也減少了土壤N2O的排放通量。而Spokas等[13]的研究結果表明，低劑量生物質炭的輸入對土壤N2O排放無顯著影響，高劑量生物質炭的輸入顯著降低了土壤N2O排放。以往有關生物質炭輸入對土壤N2O排放通量的研究主要集中于農田土壤[11, 14]，而有關生物質炭輸入對人工林土壤N2O排放通量的影響研究在國內外尚鮮有報道。本研究擬以板栗人工林為研究對象，研究竹葉及其生物質炭處理對土壤N2O排放、土壤碳庫以及氮庫特征的影響，并探討不同處理條件下板栗林土壤N2O通量與環境因子之間的關系，為調控亞熱帶人工林土壤N2O排放通量提供理論基礎與科學依據。

1　材料與方法

1.1研究區概況

本研究的試驗區位于浙江省臨安市三口鎮蔥坑村(30°14′N, 119°42′E)。該地區年平均氣溫15.8℃，有效積溫5760℃，無霜期236 d，年日照時數1930 h，年均降水量1424 mm，是典型的亞熱帶濕潤性季風氣候。在本試驗研究期間(2012年7月2013年7月)，該研究區的月平均溫度和月累計降水量情況如圖1所示。試驗樣地為板栗林，該地區海拔為150200 m，位于典型江南低山丘陵地區，土壤類型為黃紅壤。該地區是在天然常綠闊葉林基礎上經人工改造而成的板栗林，林齡為21年，種植密度520 plant/hm2，平均胸徑為14.6 cm。板栗林樣地實行典型的集約經營管理模式，每年5月份進行施肥，施肥后進行地表翻耕，林下留有少量灌木與雜草。

2012年6月，進行野外調研，在研究區中選擇符合本試驗要求且長勢良好的板栗林地作為試驗樣地。在進行試驗處理前，采集試驗區的土壤樣品。試驗區土壤有機碳含量15.63 g/kg、全氮1.64 g/kg、堿解氮82.18 mg/kg、有效磷6.84 mg/kg、速效鉀79.5 mg/kg、pH值4.52。砂粒含量 296 g/kg，粉粒含量 397 g/kg，粘粒含量 307 g/kg。

圖1　試驗期間月累積降水量和月平均溫度Fig.1　Monthly cumulative rainfall and mean air temperature during the experimental period

1.2試驗設計

2012年7月，在板栗林地上布置試驗處理。試驗設3個處理： 1)對照(不進行處理)； 2)竹葉處理； 3)生物質炭處理。每個處理3次重復，小區面積96 m2(8 m×12 m)，隨機分布，每個試驗小區內有89棵板栗樹，試驗小區之間的間隔距離為3 m。施入生物質炭的處理，其生物質炭由浙江布萊蒙農業科技股份有限公司生產，該生物質炭是由竹葉在缺氧環境中經500℃熱裂解制備而成。施入竹葉的處理，其竹葉與生物質炭所用竹葉采樣區和采集時間均相同。竹葉和竹葉生物質炭的含碳量分別為447和648 g/kg，施入量分別為7.25和5.00 t/hm2，竹葉和生物質炭兩個處理的碳施入量相同。竹葉和生物質炭經過烘干粉碎過2 mm篩，并于2012年7月29日采用撒施的方法施入，并對20 cm表層土壤進行翻耕。翻耕后在每個小區布置1個靜態箱。在試驗處理后的第1、4、7、14、21、28、35、42、49、56、63 d進行氣體樣品采集，隨后每半月采集樣品一次，兩個月后每月采集一次，至12個月。每次采樣時選擇晴朗天氣。土壤樣品每月采集一次，在小區以五點法采樣。

1.3樣品的采集與測定

1.3.1氣體樣品的采集與測定土壤N2O排放通量的測量方法為靜態箱—氣相色譜法。采樣箱為組合式PVC塑料板箱，由箱蓋和底座兩部分組成，箱蓋的規格為30 cm×30 cm×30 cm，底座的規格為0.3 m×0.3 m×0.1 m，采氣孔在箱蓋頂部中心。采樣氣袋為鋁箔材質的密閉性氣袋，由大連光明化工設計研究院生產。在天氣晴朗的上午9:0011:00進行采樣。采樣前，首先將適量蒸餾水倒入底座的凹槽中，以確保箱蓋與底座完全密閉，然后將箱蓋插入底座的凹槽中。用50 mL注射器在采樣箱頂部的采氣孔插入，為確保箱體內空氣密度均勻，抽氣打氣進行34次，然后分別于0、10、20和30 min采集氣樣，抽完氣后立即注入相應編號的氣袋。

采取樣品結束后，在24 h內利用島津GC-2014氣相色譜儀測定N2O濃度[28]。

土壤N2O通量的計算公式為[15]：

(1)

土壤N2O累積通量的計算公式如下：

(2)

圖2　板栗林土壤及MBN(d)的季節動態變化Fig.2　Seasonal variations in soil -N concentration (a), -N concentration (b), soil water soluble organic N (WSON) concentration (c), and microbial biomass N (MBC) (d) in a Chinese chestnut plantation

式(2)中，Mg為N2O累積排放量 [kg/(hm2·a)]；R為土壤N2O排放通量[μg/(m2·h)]，t為采樣時間，i為采樣次數，n為總測定次數，ti+1-ti為兩次采樣的間隔天數。

1.4數據處理

2　結果與分析

2.1竹葉及其生物質炭輸入對土壤氮庫動態變化的影響

圖2c顯示，土壤WSON含量表現為秋、 冬較低，春、 夏較高，與氣溫的變化略呈正相關。對照、竹葉和生物質炭處理的土壤WSON含量年均分別為7.83、8.77和7.66 mg/kg，最高值分別為9.20、10.25和8.35 mg/kg，最低值分別為5.92、5.68和6.47 mg/kg。與對照相比，竹葉處理的土壤WSON含量顯著增加(P<0.05)，而生物質炭處理無顯著影響。竹葉和生物質炭處理的土壤WSON含量的年均值分別比對照增加了12%和-2.1%。

圖2d可見，土壤MBN含量隨季節的變化明顯，春、 秋季節較高，冬夏季節較低。土壤MBN含量在對照、竹葉和生物質炭處理下的年均值分別為29.84、 35.55和32.57 mg/kg。與對照相比，竹葉處理土壤MBN含量顯著增加(P<0.05)，而與生物質炭處理無顯著差異。

2.2竹葉及其生物質炭輸入對土壤N2O通量的影響

由圖3可以看出，板栗林土壤N2O通量隨季節的變化明顯，在夏季7月份出現峰值，在冬季1月份出現谷值。在試驗初期對樣地進行處理后，竹葉處理的土壤N2O通量明顯增加(79月份)，并在8月5日出現最大值N2O 65.44 μg/(m2· h)，生物質炭處理顯著降低土壤N2O通量(P<0.05)，在1月30日出現最低值，半月后各處理均呈降低趨勢。2012年12月2013年6月，土壤N2O通量對照和竹葉處理與生物質炭處理均無顯著差異，2013年7月，竹葉與生物質炭處理之間出現顯著差異，而與對照之間無顯著差異。通過圖3和圖4可以看出，對照、竹葉和生物質炭的土壤N2O通量的年均值分別為N2O 33.05、38.75和23.97 μg/(m2·h)，與對照相比，土壤N2O年平均通量和年累積排放量在竹葉處理下分別增加了17.2%和12.8%，在生物質炭處理下分別降低了27.5%和20.5%。結合圖3和圖4及以上分析可知，竹葉處理的土壤N2O年均通量和年累積排放顯著增加，生物質炭處理顯著降低(P<0.05)。

圖3　竹葉及其生物質炭輸入對板栗土壤N2O排放通量季節變化特征的影響Fig.3　Effects of bamboo leaves and their biochar additions on the seasonal variation of soil N2O flux in a Chinese chestnut plantation

圖4　竹葉及其生物質炭輸入對板栗林土壤N2O年累積排放量的影響Fig.4　Effects of bamboo leaves and their biochar additions on annual cumulative soil N2O flux in a Chinese chestnut plantation[注(Note): 柱上不同字母表示處理間差異達5%水平Different letters above the bars mean significant among treatments at the 5% levels.]

2.3土壤N2O通量與土壤環境因子的關系

表1　板栗林土壤N2O排放通量與0—5 cm土層各環境因子之間的相關性(n=12)

注(Note): WSOC— Water soluble organic carbon; WSON—Water soluble organic N; MBC —Microbial biomass C; MBN—Microbial biomass N.

3　討論

3.1竹葉及其生物質炭輸入對土壤N2O通量的影響

從試驗結果可以看出，新鮮竹葉的輸入明顯增加了土壤N2O年均排放量和累積排放量(P<0.05)(圖3和圖4)。Cheng等[17]通過室內培養試驗研究了小麥秸稈輸入對黑鈣土N2O的影響，其研究結果與本試驗相符。Li等[18]的研究結果也表明，水稻秸稈輸入增加了土壤N2O的排放。新鮮竹葉的輸入增加土壤N2O通量的原因可能為： 1)新鮮竹葉輸入土壤后增加了土壤孔隙，為土壤硝化微生物的生長提供較好的生長環境[17-18]； 2)新鮮竹葉的輸入增加了土壤有機質含量，為硝化反應提供了大量的反應底物，反應過程中釋放熱量從而提高了其反應速率，增加了土壤N2O排放[21]。但是Wu等[12]通過黑鈣土室內培養試驗則發現，輸入小麥秸稈后，土壤N2O通量并沒有顯著增加，反而呈現下降趨勢。以上的不同研究結果說明，輸入不同材質的生物質炭材料對土壤N2O排放通量影響不同，并且此影響還會因試驗樣地位置及其管理方式、測定方法以及試驗的研究時間等因素的不同而呈顯著差異。

從試驗結果可以看出，輸入生物質炭明顯降低了土壤N2O年均排放量和累積排放量(圖3和圖4)。這與前人[7-9]的研究結果一致，并且Wu等[12]的研究結果發現，生物質炭的輸入量與土壤N2O的排放量呈反比；Spokas等[13]研究了木屑生物質炭輸入對土壤溫室氣體排放的影響，結果表明低劑量生物質炭輸入對土壤N2O排放量無顯著影響，而高劑量生物質炭輸入顯著降低N2O排放。輸入生物質炭可以降低土壤N2O排放量的原因可能為： 1)生物質炭的輸入增加了土壤孔隙，使得土壤通氣性提高，促進了有氧環境的形成，抑制了厭氧微生物的生長，最終降低了土壤N2O排放通量[12-19]； 2)生物質炭具有多孔的芳香性結構和不易降解的特征，吸附了大量的土壤酶，影響了硝化和反硝化反應的進行，使得N2O排放通量降低[7-8]； 3)生物質炭可以修改根部區域的植物和微生物的共生關系，從而影響土壤微生物群落功能，使得N2O排放通量降低。由本研究結果可知，在試驗初期階段，生物質炭處理下的土壤N2O排放速率明顯低于對照，而經過半年后，生物質炭和對照兩種處理下的N2O排放無顯著差異。Karhu等[20]和Cheng等[17]研究也發現在試驗處理半年后生物質炭和對照處理無顯著差異。這種結果可能是由于生物質炭較高的固碳特性，在短時間內起到了吸附效果，但隨著時間的推移，吸附能力逐漸下降，與對照處理無顯著差異。相反，Clough等[21]研究發現，生物質炭與牛尿混合后輸入明顯增加了土壤N2O排放量。以上結果表明，生物質炭類型和用量是影響土壤N2O通量的主要因子，而試驗樣地土壤類型以及其他環境因素也會對土壤N2O通量產生顯著影響[17, 20-21]。

<1)，且各件產品是否為不合格品相互獨立．

3.2竹葉及其生物質炭輸入對土壤氮庫的影響

3.3土壤環境因子對土壤N2O通量的影響

竹葉或者生物質炭的輸入會對土壤溫度、土壤含水量等土壤環境因子產生影響[26-27]。本試驗結果表明，土壤N2O通量與土壤溫度(表層5 cm處)具有顯著的相關性(表1)，這與Scheer等[9]對生物質炭(由牧場廢棄物在550℃經45分鐘熱裂解而制成)輸入草地對土壤溫室氣體排放的影響和Liu等[4]開展的環境因素影響硬葉林土壤N2O排放的研究結果相符。因為在較高的土壤溫度下土壤微生物活性增強，從而使土壤N2O排放量增加。然而，Karhu等[20]在生物質炭輸入土壤的短期試驗研究中發現，生物質炭和對照處理下土壤溫度與土壤N2O通量均無相關性。以上不同效果可能是由于土壤質地、土壤水分、樣地類型和管理措施等的不同造成的[9, 20]。

土壤含水量是影響土壤N2O排放速率的重要因素，主要表現在土壤水分可以影響土壤孔隙和養分傳輸，從而影響土壤中的反硝化反應，從而對土壤N2O的排放速率產生影響[9, 20]。在本試驗中，生物質炭處理的土壤含水量與土壤N2O通量具有顯著相關性(P<0.05)，而對照和竹葉處理與土壤N2O通量沒有顯著的相關性。Saarnio等[28]在研究生物質炭(在較低溫度條件下慢速熱解而成)輸入對土壤N2O通量影響的研究也發現類似的結果。其主要原因可能是，生物質炭的輸入增加了土壤孔隙結構并提高了土壤含水量，從而增強了土壤含水量與土壤N2O通量的相關性[28]。而Tang等[29]的研究表明，在松樹林以及不對林下凋落物進行處理的混合林中，土壤含水量與土壤N2O通量均沒有顯著相關性，而在常綠闊葉林以及去除林下凋落物的混合林中均具有顯著相關性。造成這種差異的原因可能是植被特征、 林地類型、集約管理程度等的不同所致[29]。

在本研究中，竹葉處理的土壤WSON和MBN含量顯著增加，生物質炭處理二者無顯著差異(圖2c、 d))。土壤WSON與土壤N2O通量在對照和竹葉處理中具有顯著相關性，而在生物質炭處理上無顯著相關性(R2=0.254,P> 0.05)。造成以上結果的原因可能是竹葉的輸入提高了土壤有機碳的含量，同時增加了土壤C/N比，因此土壤有機氮的含量提高；而生物質炭的輸入雖然提高了土壤的固碳潛力，但由于其不易分解，因此使土壤WSON的含量降低[31]，其與土壤N2O排放通量的相關性也明顯降低。土壤MBN含量與N2O排放通量無顯著相關性(表1)。但在Muhammad等[32]研究中發現，在土壤中輸入作物殘余物，土壤MBN與N2O排放通量具有顯著負相關，而Lou等[33]在水稻田的研究中發現，輸入作物殘余物后，土壤MBN與N2O通量具有顯著正相關。以上研究結果存在的差異可能是因為土壤質地、土壤水分、樣地類型等的不同，導致土壤礦化氮的速率不同，從而引起土壤氮庫的差異所致[32-33]。

本研究結果表明，竹葉和生物質炭處理的土壤WSOC和MBC含量均比對照顯著增加(圖2)，這與前人[26, 34]的研究結果一致。 生物質炭和竹葉處理的土壤WSOC與N2O通量具有顯著的正相關。Lin等[35]和張蛟蛟等[36]也發現類似的情況。其原因可能是生物質炭具有不穩定成分，在試驗過程中增加了土壤WSOC含量，土壤WSOC作為土壤重要的碳源，其含量的增加為土壤微生物提供了充足的養分和反應底物，提高了微生物活性，進而促進了土壤N2O的排放[35-36]。但是3種處理的土壤MBC含量與N2O排放通量均沒有顯著的相關性(表1)，這與張蛟蛟等[36]的研究結果一致。但Dabek-Szreniawska等[37]對壤質沙土和Lou等[33]對水稻田的研究結果卻與本試驗結果相反，可能與研究的土壤質地以及生物質炭的材質等因素的不同有關。Muhammad等[32]的研究發現，添加作物殘余物后，土壤MBC與N2O通量具有顯著負相關。Lin等[35]研究表明，水稻田、林地和丘陵山地的土壤MBC與N2O通量均具有顯著正相關，而在土壤含水量較低的果樹林地(低于32%)中二者則無顯著的相關性。上述研究表明，土壤MBC雖對土壤微生物的生長有顯著影響，但可能不是影響土壤N2O排放通量的主要因素[4, 18]。土壤WSOC和MBC含量對土壤N2O排放的影響會因土壤質地、水分狀況、林地類型和管理措施等不同而有所不同[26, 32, 34]。

4　結論

[1]IPCC. Climate change 2007: Changes in atmospheric constituents and in radiative forcing [R/OL]. http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg1/ar4-wg1-chapter2.pdf. 2007-11-17.

[2]付曉青, 李勇. 土壤氧化亞氮排放時空變異性及其方法研究進展[J]. 生態學雜志, 2012, 31 (3): 724-730.

Fu X Q, Li Y. Spatiotemporal variability of soil nitrous oxide emission and its study methods: A review[J]. Chinese Journal of Ecology, 2012, 31 (3): 724- 730.

[3]Li Y F, Zhang J J, Chang S X,etal. Converting native shrub forests to Chinese chestnut plantations and subsequent intensive management affected soil C and N pools[J]. Forest Ecology and Management, 2014, 312: 161- 169.

[4]Liu X, Chen C R, Wang W J,etal. Soil environmental factors rather than denitrification gene abundance control N2O fluxes in a wet sclerophyll forest with different burning frequency[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2013, 57: 292- 300.

[5]商素云, 李永夫, 姜培坤, 等. 天然灌木林改造成板栗林對土壤碳庫和氮庫的影響[J]. 應用生態學報, 2012, 23 (3): 659- 665.

Shang SY, Li Y F, Jiang P K,etal. Effects of the conversion from native shrub forest to Chinese chestnut plantation on soil carbon and nitrogen pools[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2012, 23 (3): 659- 665.

[6]趙明, 孟京輝, 陸元昌. 我國人工林近自然經營的可行性與必要性[J]. 河北林果研究, 2013, 28 (2): 136- 139.

Zhao M, Meng J H, Lu Y C. The necessity and feasibility of Close-to-Nature Forest management for planation in China[J]. Hebei Journal of Forestry and Orchard Research, 2013, 28 (2): 136- 139.

[7]Rogovska N, Laird D, Cruse R,etal. Impact of biochar on manure carbon stabilization and greenhouse gas emissions[J]. Soil Science Society of America Journal, 2011, 75 (3): 871- 879.

[8]Kammana C, Ratering S, Eckhard C,etal. Biochar and hydrochar effects on greenhouse gas (carbon dioxide, nitrous oxide, and methane) fluxes from soils[J]. Journal of Environmental Quality, 2012, 41 (4): 1052- 1066.

[9]Scheer C, Grace P R, Rowlings D W,etal. Effect of biochar amendment on the soil-atmosphere exchange of greenhouse gases from an intensive subtropical pasture in northern New South Wales, Australia[J]. Plant and Soil, 2011, 345: 47- 58.

[10]Sohi S, Krull E, Lopez-Capel E,etal. A review of biochar and its use and function in soil[M]. Advances in Agronomy, 2010, 105: 47- 82.

[11]張斌, 劉曉雨, 潘根興, 等. 施用生物質炭后稻田土壤性質、水稻產量和痕量溫室氣體排放的變化[J]. 中國農業科學, 2012, 23: 4844- 4853.

Zhang B, Liu X Y, Pan G X,etal. Changes in soil properties, yield and trace gas emission from a paddy after biochar amendment in two consecutive rice growing cycles[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2012, 23: 4844- 4853.

[12]Wu F, Jia Z, Wang S,etal. Contrasting effects of wheat straw and its biochar on greenhouse gas emissions and enzyme activities in a Chernozemic soil[J]. Biology and Fertility of Soils, 2013, 49: 555- 565.

[13]Spokas K A, Koskinen W C, Baker J M,etal. Impacts of woodchip biochar additions on greenhouse gas production and sorption/degradation of two herbicides in a Minnesota soil[J]. Chemosphere, 2009, 77: 574- 581.

[14]Zhang A F, Bian R J, Hussain Q,etal. Chang in net global warming potential of a rice-wheat cropping system with biochar soil amendment in a rice paddy from China[J]. Ecosystem & Environment, 2013, 173: 37- 45.

[15]李永夫, 姜培坤, 劉娟, 等. 施肥對毛竹林土壤水溶性有機碳氮與溫室氣體排放的影響[J]. 林業科學, 2010, 46 (12): 166-170.

Li Y F, Jiang P K, Liu J,etal. Effect of fertilization on water-soluble organic C, N and emission of greenhouse gases in the soil ofPhyllostachysedulisstands[J]. Scientia Silvae Sinicae, 2010, 46 (12): 166- 170.

[16]Jones D L, Wiliett V B. Experimental evaluation of methods to quantify dissolved organic nitrogen (DON) and dissolved organic carbon (DOC) in soil[J]. Soil Biology & Biochemistry, 2006, 38: 991- 999.

[17]Cheng Y, Cai Z C, Chang S X,etal. Wheat straw and its biochar have contrasting effects on inorganic N retention and N2O production in a cultivated Black Chernozem[J]. Biology and Fertility of Soils, 2012, 48: 941- 946.

[18]Li F, Cao X, Zhao L,etal. Short-term effects of raw rice straw and its derived biochar on greenhouse gas emission in five typical soils in China[J]. Soil Science and Plant Nutrition, 2013, 59(5): 800- 811.

[19]Case S, Mcnamara N P, Reay D S,etal. The effect of biochar addition on N2O and CO2emissions from a sandy loam soil-the role of soil aeration[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2012, 51: 125- 134.

[20]Karhu K, Mattila T, Bergstrom I,etal. Biochar addition to agricultural soil increased CH4uptake and water holding capacity-Results from a short-term pilot field study[J]. Agriculture Ecosystems & Environment, 2011, 140: 309- 313.

[21]Clough T J, Bertram J E, Ray J L,etal. Unweathered wood biochar impact on nitrous oxide emissions from a bovine- urine- amended pasture soil[J]. Soil Biology & Biochemistry, 2010, 74: 852- 860.

[22]羅獻寶, 張穎清, 徐浩, 等. 溫帶闊葉紅松林表層土壤活性碳、氮庫的季節動態[J]. 生態與農村環境學報, 2012, 26 (1): 42- 46.

Luo X B, Zhang Y Q, Xu H,etal. Seasonal dynamics of soil active carbon and nitrogen pools in surface soil of temperate broad- leaved and korean pine mixed forest[J]. Journal of Ecology and Rural Environment, 2012, 26 (1): 42- 46.

[23]李世清, 李生秀. 有機物料在維持土壤微生物體氮庫中的作用[J]. 生態學報, 2001, 21 (1): 136- 142.

Li S Q, Li S X. Effects of organic materials on maintaining soil microbial biomass nitrogen[J]. Acta Ecologica Sinica, 2001, 21 (1): 136- 142.

[24]閆德智, 王德建. 添加秸稈對土壤礦質氮量、微生物氮量和氮總礦化速率的影響[J]. 土壤通報, 2012, 43 (3): 631- 636.

Yan D Z, Wang D J. Nitrogen mineralization of15N labeled straw added into the paddy soils in Tai- hu region[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2012, 43 (3): 631- 636.

[25]秦華, 李國棟, 葉正錢, 等. 集約種植雷竹林土壤細菌群落結構的演變及其影響因素[J]. 應用生態學報, 2010, 21 (10): 2645- 2651.

Qin H, Li G D, Ye Z Q,etal. Evolvement of soil bacterial community in intensively managedPhyllostachyspraecoxstand and related affecting factors[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2010, 21 (10): 2645-2651.

[26]Zavalloni C, Alberti G, Biasiol S,etal. Microbial mineralization of biochar and wheat straw mixture in soil: A short-term study[J]. Applied Soil Ecology, 2011, 50: 45-51.

[27]Van Zwieten L, Kimber S, Morris S. Influence of biochars on flux of N2O and CO2from Ferrosol[J]. Australian Journal of Soil Research, 2010, 48 (7): 555-568.

[28]Saarnio S, Heimonen K, Kettunen R. Biochar addition indirectly affects N2O emissions via soil moisture and plant N uptake[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2013, 58: 99-106.

[29]Tang X L, Liu S G, Zhou G Y,etal. Soil-atmospheric exchange of CO2, CH4, and N2O in three subtropical forest ecosystems in southern China[J]. Global Change Biology, 2006, 12: 546-560.

[30]Shenbagavalli S, Mahimairaja S. Characterization and effect of biochar on nitrogen and carbon dynamics in soil[J]. International Journal of Advanced Biological Research, 2012, 2 (2): 249-255.

[31]Castaldi S, Riondino M, Baronti S,etal. Impact of biochar application to a Mediterranean wheat crop on soil microbial activity and greenhouse gas fluxes[J]. Chemosphere, 2011, 85: 1464-1471.

[32]Muhammad W, Vaughan S M, Dalal R C,etal. Crop residues and fertilizer nitrogen influence residue decomposition and nitrous oxide emission from a Vertisol[J]. Biology and Fertility of Soils, 2011, 47 (1): 15-23.

[33]Lou Y, Ren L, Li Z. Effect of rice residues on carbon dioxide and nitrous oxide emissions from a paddy soil of subtropical China[J]. Water Air and Soil Pollution, 2007, 178: 157-168.

[34]Bruun E W, Ambus P, Egsgaard H,etal. Effects of slow and fast pyrolysis biochar on soil C and N turnover dynamics[J]. Soil Biology & Biochemistry, 2012, 46: 73-79.

[35]Lin S, Iqbai J, Hu R,etal. Differences in nitrous oxide fluxes from red soil under different land uses in mid-subtropical China[J]. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2012, 146: 168-178.

[36]張蛟蛟, 李永夫, 姜培坤, 等. 施肥對板栗林土壤N2O通量動態變化的影響[J]. 生態學報, 2013, 33 (16): 4939-4948.

Zhang J J, Li Y F, Jiang P K,etal. Effect of fertilization on the dynamic of soil N2O fluxes in Chinese chestnut stands[J]. Acta Ecologica Sinica, 2013, 33 (16): 4939-4948.

[37]Dabek-Szreniawska M, Balashov E. Seasonal changes in labile organic matter, mineral nitrogen, and N2O emission in a loamy sand Orthic Luvisol cultivated under three management practices[J]. International Agrophysics, 2007, 21(2): 127.

Effects of bamboo leaves and their biochar additions on soil N2O flux in a Chinese chestnut forest

XIAO Yong-heng1, LI Yong-fu1, 2 *, WANG Zhan-lei1, JIANG Pei-kun1, 2, ZHOU Guo-mo1, 2, LIU Juan1, 2

(1ZhejiangProvincialKeyLaboratoryofCarbonCyclinginForestEcosystemsandCarbonSequestration,ZhejiangA&FUniversity,Lin’an,Zhejiang311300,China; 2TheNurturingStationfortheStateKeyLaboratoryofSubtropicalSilviculture,ZhejiangA&FUniversity,Lin’an,Zhejiang311300,China)

Chinese chestnut forest; N2O flux; biochar; bamboo leaf

2015-01-05接受日期： 2015-03-27網絡出版日期： 2015-09-29

國家自然科學基金項目(31470626)；浙江省科技廳重點項目(2011C12019)；浙江省重點科技創新團隊項目(2010R50030)資助。

肖永恒(1990—)，男，山東濰坊人，碩士研究生，主要從事森林生態系統碳循環與固碳減排方面的研究。

E-mail: xiaoyonghengzafu@163.com。*通信作者 Tel: 0571-63740889, Email: yongfuli@zafu.edu.cn

S753.53+2; S153.6+1

A

1008-505X(2016)03-0697-10