爽水性稻田甲烷排放特点

通过田间小区试验 ,观测研究了不同施氮水平和前茬是否施用稻草的爽水性稻田的甲烷排放情况。结果表明 ,爽水性稻田甲烷排放通量有明显的规律性 ,烤田前甲烷排放量较大 ,烤田期间甲烷排放并不明显减少 ,但烤田后甲烷排放下降显著 ;前茬覆盖稻草对稻田甲烷排放有明显的促进作用 ;水稻整个生育期稻田的氧化还原电位与甲烷排放通量有一定的相关性 ;爽水性稻田甲烷排放出现两种类型的日变化 ;尿素用量对甲烷排放量没有明显的相关性 ;水稻产量高低与甲烷排放之间有一定的相关性。     

不同耕作制对稻田甲烷排放通量的影响

耕作制度对稻田甲烷排放通量有显著影响。水稻－小麦轮作，稻田甲烷平均排放通量为５．３７ｍｇ／ｍ＾２．ｈ＾－１，仅是冬水稻田排放通量１６．１０ｍｇ／ｍ＾２．ｈ＾－１的１／３。耕作制也影响稻田甲烷排放的季节变化规律。     

不同施肥处理方式对稻田甲烷排放的影响

该文利用"静态箱-气相色谱法",以安徽省巢湖典型圩区稻田为研究对象,研究了不同施肥处理方式对稻田温室气体甲烷排放的影响实验。结果表明:(1)不同施肥处理方式下,稻田的甲烷排放量规律性基本一致,其季节生长排放规律呈现"三峰型";(2)单季水稻田甲烷排放总量次序为:常规施肥优化施肥空白。(3)甲烷排放主要集中水稻生长的分蘖和孕穗扬花期,在水稻分蘖期是甲烷排放速率达到最高峰。(4)在保证水稻产量不减的情况下优化施肥可对水稻田甲烷减排27.1%。     

不同水旱轮作方式对稻田甲烷排放影响的研究

用密闭箱法研究了不同水旱轮作方式对稻田甲烷排放的影响。１９９４ 年—１９９５ 年连续两年观测结果表明, 稻田甲烷排放的季节变化与前作有关, 前作是水稻的稻田移栽后即有大量甲烷排放,而前作是旱作蔬菜的水稻生长前期几乎没有甲烷排放,且旱作时间越长甲烷排放越迟,峰值越小。稻田甲烷平均排放通量结果表明,单季早稻和单季晚稻显著低于常规连作,而水旱年间轮作只显著减少早稻甲烷排放,对晚稻甲烷排放影响较小。     

水稻品种及栽培措施对稻田甲烷排放的影响

以不同水稻品种为材料 ,通过测定孕穗至齐穗期稻田甲烷排放量 ,研究不同品种、不同栽培密度和不同施氮水平对稻田甲烷排放的影响。结果表明 :1在品种演进过程中 ,产量水平不断提高 ,稻田甲烷排放通量呈逐渐减小 (南京 1号最大除外 )的趋势 ,即南京 1号 >冒子头 >珍珠矮 >扬稻 4号 ,且孕穗期与齐穗期趋势一致。 2施氮量、栽植密度对稻田甲烷排放均有影响 ,稻田甲烷排放通量以高氮处理最高 ,中氮处理次之 ,低氮处理最小 ;每穴栽插 4苗处理最高 ,3苗次之 ,2苗最小。     

三江平原稻田N_2O通量特征

利用静态暗箱-气相色谱法于2004年11月-2005年10月对三江平原稻田进行了全年连续田间原位观测。结果表明，三江平原稻田全年N2O平均通量为0．052 mg·m^-2·h^-1；冻融期N2O通量范围为0．008N 0．029 mg·m^-2·h^-1，融冻时排放量显著增加；生长期平均通量为0．059 mg·m^-2·h^-1，施肥后及淹水期间水面落干时各出现了两个明显的N2O排放峰，排水后N2O排放通量较淹水期稍增加，但幅度不大。同时分析了冻融期、生长期N2O通量季节变化特征和日变化特征以及和相关环境因子的关系，分析表明。温度决定了稻田全年N2O排放通量的大小，而水分状况则是影响三江平原稻田N2O排放季节变化特征的主要因素。     

稻田生态系统CO2通量的日变化特征

研究稻田生态系统与大气间CO2交换通量的变化特征及规律可以为准确估算和评价稻田生态系统碳源/汇强度提供科学依据。采用涡度相关技术对中国亚热带稻田生态系统CO2交换通量进行了连续监测,并对CO2通量的日变化规律进行了分析。结果表明,稻田生态系统CO2通量具有明显的日变化特征。白天以吸收CO2为主,夜间表现为排放CO2;CO2通量的日变化模式有单峰型、双峰型和不规则型。稻田CO2通量日变化强度受水稻生长状况影响,水稻生长旺盛期白天CO2吸收通量、夜间排放通量以及日净吸收CO2通量均高于生长前期和成熟期;且早稻与晚稻间有明显差别。     

水稻物质生产对稻田甲烷排放的影响

以研 究水稻 物质生产 对稻田 甲烷排 放影响为 目的的 大田与 盆栽 试验于１９９４ —１９９５ 年在美国德克萨斯州进行。对同期观测的稻田甲烷排放量与水稻干物质积累资料的分析表明, 在类似的气候、土壤及水稻栽培管理条件下, 稻田甲烷排放的季节总量随水稻生产力水平的提高而增加; 甲烷日排放通量与水稻干物质积累呈正相关;水稻生长中、后期的物质生产对甲烷排放的贡献大于前期。     

崇明生态岛盐渍土稻田温室气体排放特征及温室效应评估

采用静态密闭箱-气相色谱法,对崇明生态岛盐渍土稻田生态系统CO_2、CH_4和N_2O排放进行定位观测。结果表明:不同栽培方式下,稻田生态系统CO_2排放通量在整个水稻生长期变化呈现明显的双峰,CH_4和N_2O排放均呈现明显季节变化和日变化特征。不同处理CH_4在水稻生长季内排放均呈现三峰型态,N_2O则表现双峰型态。3种栽培方式稻田CH_4和N_2O排放通量较高为XB(穴直播),CZ(机插秧)与SB(撒直播)较低且接近。在穴播条件下,温室气体日变化观测表明,温室气体排放通量较高出现在13:00-15:00,早上和傍晚相对较低,呈现单峰型态,但在排放通量处于低水平时日变化近似直线型态;温室效应评估分析表明,不同栽培方式间的盐渍土稻田生态系统GWP差异相对较小,依次为XBSBCY。在试验处理综合总E_(CO_2)当量中,CH_4的GWPS占较大份额(95%),降低稻田生态系统增温潜势重要途径以控制CH_4的排放量为主。     

不同施肥处理的一季稻田甲烷排放量研究

通过大田生产性对比试验测得6种施肥处理的一季稻田平均甲烷排放通量范围为3.92—10.26mg/m~2·h,其中施堆肥稻田的甲烷排放通量最高,其它施肥处理依次排列为:马粪沼渣(10.02)、单施化肥(8.81)、人粪尿沼渣(7.76)、鸡粪沼渣(4.48)和猪粪沼渣(3.92mg/m~2·h)。施用后面3种沼渣比施堆肥显著(α<0.05)减少了稻田甲烷排放量。各处理稻田甲烷排放最高峰值期一致地出现在拔节盛期至抽穗期之间,这一期间甲烷排放量占全生长期甲烷排放总量的一半,可以选作控制稻田甲烷排放总盟的关键时期。同时观察到稻田甲烷排放量与水稻产量和土壤氮、磷含量呈负相关关系,与5cm土层温度呈正相关关系。     

水稻品种及栽培措施对稻田甲烷放的影响

以不同水稻品种为材料,通过测定孕穗至齐穗期稻田甲烷排放量,研究不同品种、不同栽培密度和不同施氮水平对稻田甲烷排放的影响。结果表明：①在品种演进过程中,产量水平不断提高,稻田甲烷排放通量呈逐渐减小（南京１号最大除外）的趋势,即南京１号〉冒子头〉珍珠矮〉扬稻４号,且孕穗期与齐穗期趋势一致。②施氮量、栽植密度对稻田甲烷排放均有影响,稻田甲烷排放通量以高氮处理最高,中氮处理次之,低氮处理最小;每穴栽插４苗     

稻作制有机肥地下水位对稻田甲烷排放的影响

采用大田小区试验和长期定位模拟试验,研究了稻作制、有机肥、地下水位对稻田甲烷排放的影响。结果表明,水稻不同生育期甲烷的排放规律4种稻作制有比较一致的变化趋势,早、晚稻均以分蘖期甲烷的排放速率最大,以后逐渐减少。4种稻作制中稻—稻—绿肥甲烷的排放量最小;有机肥施用可明显增加甲烷的排放量;高水位稻田甲烷的排放量明显高于低水位稻田;晚稻甲烷的排放量高于早稻。     

寒地水稻秸秆还田和温度对稻田甲烷排放的影响

针对寒地水稻秸秆还田,采用定位小区连续定位观测方法,研究寒地稻田甲烷排放规律,探讨水稻秸秆还田和温度对甲烷排放影响,估算水稻生长季甲烷排放量。结果表明,水稻田甲烷排放通量呈双峰变化趋势;不还田(SR0)处理甲烷排放通量与气温显著相关,与土壤温度相关不显著,低量还田(SR1)、高量还田(SR2)处理甲烷排放通量与地表温度、5、10 cm土层温度极显著相关,与气温相关不显著;不还田(SR0)、低量还田(SR1)和高量还田(SR2)的甲烷排放通量最大值和平均值与秸秆还田量拟合方程分别为y=0.519x+0.585(R2=0.999),y=0.192x+0.350(R2=0.999),相关性显著,甲烷排放量与秸秆还田量拟合方程为y=5.055x+9.168(R2=0.999),相关性显著,甲烷排放通量和甲烷排放量随秸秆还田量增加而升高。     

中国稻田甲烷排放研究进展

简要综述了我国近年来在稻田甲烷排放研究中取得的进展。主要介绍了目前研究我国稻田甲烷排放的静态箱/气相色谱法,稻田甲烷排放的日变化、季节变化和年际变化规律,温度、施肥、灌溉、土壤条件和水稻植株等因素对稻田甲烷排放的影响及我国在稻田甲烷减排措施方面取得的成就和进展。最后提出了今后应加强稻田甲烷排放模式、排放总量和稻田甲烷减排措施等方向的研究。     

保护性耕作模式下早稻田甲烷排放特征

[目的]研究耕作对早稻田甲烷排放的影响,并分析影响稻田甲烷排放的环境因子,寻找合适的耕作模式以减少稻田甲烷排放.[方法]设免耕不施肥、免耕施肥、常规不施肥和常规施肥4个处理,分别在水稻分蘖期和水稻抽穗期采用静态箱法收集气态甲烷(CH4),同步观测地温、采气箱内温度、环境温度、地表温度、草面温度、相对湿度及风速,探究早稻田CH4排放的日排放规律,明确免耕和施肥及环境因素对稻田CH4排放的影响.[结果]早稻田CH4的排放与气温、地表温度、5 cm土温、草面温度、相对湿度、风速等密切相关,尤其在分蘖期,各处理均与上述环境因子显著相关(P<0.05).不同耕作与施肥模式下,CH4日平均通量不同,在水稻分蘖期具体表现为常规施肥>常规不施肥>免耕施肥>免耕不施肥,在水稻抽穗期表现为常规不施肥>免耕施肥>常规施肥>免耕不施肥.[结论]免耕与常规耕作相比,早稻田CH4的排放量相对降低;施肥导致分蘖期早稻田CH4排放通量增加,但在抽穗期导致早稻田CH4排放减少.免耕可以减轻早稻田CH4的排放,其推广能为稻田减排做贡献.     

孕穗期剪叶对稻田甲烷排放的影响

水稻根系对稻田甲烷排放有重要影响,剪叶可以调节水稻源库关系和根冠生长,但其对稻田甲烷排放的调控效应及机制尚不清楚.以扬稻6号(籼稻)和日本晴(粳稻)为材料,在大田栽培条件下对孕穗期水稻植株进行剪叶处理,研究植株与土壤的相关性状及其对稻田甲烷排放的影响.结果表明,与对照相比(未剪叶),剪叶处理显著降低了稻田甲烷排放通量,扬稻6号和日本晴2个品种的甲烷排放通量在剪叶36 h后分别比对照降低了23.0％和22.1％.剪叶极显著降低了水稻叶面积指数,但其对根系形态特征、根系泌氧能力和氧化力无显著影响;剪叶处理使根中非结构性碳水化合物(NSC)和根系分泌物总有机碳(TOC)含量显著降低,但使2个品种根中NSC/TOC分别增加了33.1％和28.9％.Mantel检验分析表明,根中NSC/TOC是影响稻田甲烷通量和产甲烷菌最主要的因素.这些结果表明,剪叶处理可以调节光合产物在根系和根际土壤中的分配,提高NSC/TOC,导致土壤中产甲烷菌数量下降进而减少稻田甲烷排放.     

不同耕作方式与施氮水平下稻田CH4排放的动态变化

【目的】探讨耕作方式和施氮肥对稻田CH4排放的影响。【方法】设常耕、免耕两种耕作方式和施氮、不施氮两种施氮模式共4个处理,研究其CH4排放随水稻生长的动态变化和日变化的规律。【结果】各处理稻田CH4排放表现为双峰型模式,峰期分别出现在分蘖期和抽穗期。水稻拔节前,免耕明显降低稻田CH4的排放通量。水稻拔节后,免耕稻田CH4排放通量高于常耕稻田。免耕水稻全生育期稻田CH4排放量比常耕减少32.35%。两种耕作方式下,与不施氮处理相比,施用氮肥提高稻田CH4排放通量2.73~3.26倍。常耕、免耕稻田CH4排放的日变化存在差异。免耕稻田CH4排放通量峰值出现较晚,低谷期出现较早,日变化幅度较小。【结论】免耕水稻全生育期稻田CH4排放通量比常耕低,施用氮肥显著提高稻田CH4的排放。     

水稻田减少甲烷排放的具体措施——窄厢深沟 减氮免耕

进入大气的甲烷中,有7%~17%是由稻田释放的,水稻田中的甲烷90%是通过水稻植株释放的。根据测算,全球每年从稻田中逸出的甲烷总量高达2500万t以上。我国水稻田每年甲烷排放量占全球稻田甲烷排放总量的11.7%~21.7%~[1]。本文研究提出水稻田控制甲烷排放的具体措施:固定厢沟,窄厢深沟,沟内淹深水,厢面无水,可使厢面土壤经常接触空气,有利于氧化还原电位的提高,破坏甲烷菌的生存条件,从而起到抑制甲烷的形成和排放。以稻田排放甲烷6kg/667m~2,采用窄厢深沟免耕栽培技术减排50%计算,全县8000hm~2稻田将减排360t;大量增施有机肥后,只需减少2kg/667m~2化肥投入,就可减少碳排放约886t,两项合计减少碳排放1246t。     

我国不同地区稻田甲烷排放量及控制措施研究

１９９３—１９９５连续３年在天津模拟微型小区进行了４组水稻对比试验,１９９５年又在武汉和广州大田上进行了两组早晚稻验证试验,研究不同地区稻田甲烷排放通量及其控制措施,包括：施用沼渣代替普通堆肥（Ａ）,施用包被复合肥（Ｂ）、硫铵（Ｃ）、硝铵（Ｄ）代替尿素,稻田间歇落干（Ｅ）,以及施用氧化硅粉（Ｆ）等农作措施,对减少稻田甲烷排放量的作用。每种设计措施重复２—３年。试验结果表明：①不施或轻施堆肥（主要施用化肥）的稻田甲烷排放通量中值范围为０．６６—１３．３９（天津一季稻０．６６—１．７０,南方早稻５．６７,晚稻１３．３９）ｍｇ／（ｍ２·ｈ）,可代表我国稻田一般情况。特别重施堆肥的稻田甲烷排放量中值范围分别为１８．８０—２８．４８ｍｇ／（ｍ２·ｈ）（包括晚稻）,与国外报告的平均范围相当;但重施腐熟沼渣的与单施尿素的甲烷排放通量无差异。②６项设计控制甲烷的措施比同等无控制措施农作方法减少稻田甲烷排放量１１％—９０％以上,水稻产量无显著增减。综合归纳各种设计措施减少稻田甲烷排放通量中值依次排列为：Ａ（９７．９％）＞Ｂ（４４．０％）＞Ｆ（４３．５％）＞Ｃ,Ｄ（４１．１％）＞Ｅ（３３．６％）。     

节水灌溉模式下稻田甲烷排放的季节变化

基于稻田节水灌溉技术和密闭静态箱技术田间原位采集甲烷气样,研究了控制灌溉模式对稻田甲烷季节排放规律的影响.结果表明,控灌稻田水稻全生育期的甲烷排放主要集中在分蘖前期和中期,甲烷排放总量为24.43 g·m-2,平均排放率为7.95 mg·m-2·h-1,比淹水稻田减少了39%.但分阶段的均值显著性检验显示,在"泡田--分蘖中期"控灌稻田的甲烷平均排放率与淹水稻田无显著性差异(0.05＜P=0.87),在"分蘖后期--黄熟期"才明显低于淹水稻田(0.00=P＜0.05).控灌稻田甲烷排放量在水稻全生育期月份上的分配与淹水稻田具有一致性,7月份是华东稻作区甲烷排放最多的月份,但控灌稻田甲烷排放量在各月的变幅较大.另外,控灌稻田低于饱和含水率的无水层状态能显著减少稻田甲烷的排放,且不因降雨或施入氮肥而被削弱,还可能成为吸收甲烷的汇.