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。     

秸秆覆盖旱作对稻田甲烷排放和水稻产量的影响

为较全面评价秸秆覆盖旱作水稻栽培模式的生态意义,采用田间试验研究了常规淹水(F)、秸秆覆盖旱作(NF-M)和无覆盖旱作(NF-ZM)3种栽培模式稻田甲烷排放、水稻产量及土壤养分的变化规律.结果表明:3种水稻栽培模式的甲烷排放均集中在水稻生育期的前20 d;在水稻生育期内,秸秆覆盖旱作稻田甲烷的排放总量为11.12 g·m-2,显著高于常规淹水稻田的7.78 g·m-2和无覆盖旱作稻田的4.23 g·m-2.秸秆覆盖旱作稻田的水稻产量为8.60 t·hm-2,与常规淹水处理没有显著差异,但二者均显著高于无秸秆覆盖旱作处理的6.78 t·hm-2;与常规淹水处理相比,秸秆覆盖旱作还可以提高水稻单株生物量10 g以上.秸秆覆盖旱作还可以显著提高稻田表层土壤有机质含量,维持和改善表层土壤养分状况,对实现农业可持续性有重要意义.因此,在水资源缺乏地区,秸秆覆盖旱作是一种值得考虑的替代传统淹水栽培的水稻栽培模式,同时秸秆覆盖旱作还田也是一种值得推广的稻田秸秆管理技术.     

双季稻田甲烷排放与土壤产甲烷菌群落结构和数量关系研究

为揭示南方双季稻田甲烷排放与土壤产甲烷菌群落结构和数量的关系,监测了双季稻田甲烷排放规律,并采用PCR-DGGE和荧光原位杂交法（FISH）分别分析了水稻不同生育期土壤产甲烷菌群落结构和数量的变化特征。结果表明：早晚稻生育期内的甲烷排放总量分别为9.28 g·m-2和7.78 g·m-2。早晚稻生育期内产甲烷菌的群落结构和种群数量均存在一定的季节变化,以水稻生长旺盛期群落结构复杂、数量多,其中水稻移栽20 d左右土壤产甲烷菌数量最多,早、晚稻分别为1.14×107个·g-1干土和6.72×106个·g-1干土,均显著高于当季其他生育期。早稻生育期内产甲烷菌的群落结构多样性比晚稻复杂,数量比晚稻多,这与双季稻田的甲烷排放规律一致。稻田甲烷排放量与稻田土壤产甲烷菌的数量存在显著的正相关关系,而与群落结构没有显著相关性。因此,控制稻田产甲烷菌数量可以有效减少甲烷的排放量。     

不同有机肥施用量对稻田甲烷排放的影响

为探讨不同有机肥施用量对稻田甲烷排放的规律,采用静态箱技术进行了模拟池中稻田排放甲烷的试验。结果表明：模拟池稻田甲烷的年排放总量为１２８０ｋｇ／ｈｍ＾２,晚稻高于早稻,前者是后者的２倍多,高量绿肥,常量绿肥＋经肥和纯化肥３个处理甲烷的年排放量分别为１８０８,１５３３和５３０ｋｇ／ｈｍ＾２,早稻以分蘖末期和幼穗分化始期时甲烷排放量最大。晚稻从分蘖开始逐渐增加,至分蘖盛期和末期达峰值,孕穗期急剧减少,     

种植杂交稻对甲烷排放及土壤产甲烷菌的影响

经早稻、中稻、晚稻三季２４ ｈ 稻田甲烷监测结果表明,种植杂交稻没有明显增进稻田甲烷排放的作用。在三季种植中,甲烷释放总量除连晚杂交稻田比常规稻高外,早稻、单季稻都是杂交稻田低于常规稻。稻田甲烷每周日平均释放量在水稻生长前期（ 移栽后５ ～７ 周） 杂交稻高于常规稻,孕穗至收获则杂交稻低于常规稻。温度对甲烷释放影响十分明显,在不同种植季,稻田甲烷释放模式不同。在三个水稻种植季中,除个别值外杂交稻田的土壤水溶甲烷含量基本都低于常规稻田。经测定,杂交稻田的土壤产甲烷细菌数量及土壤产甲烷潜力明显高于常规稻田,其中产甲烷细菌数可相差数倍乃至２ 个数量级。     

早晚稻不同品种甲烷排放的差异与根系特性的相关分析

[目的]本文探索了不同水稻品种间的甲烷排放差异与根系特性的相关性。[方法]以早晚稻各6个品种作为研究对象进行水培试验,观测其不同时期的甲烷排放速率与根系特性,并作了相关分析。[结果]不同早晚稻品种间甲烷排放速率存在显著差异,全生育期早稻甲烷排放速率最高的是陆两优996,最低的是中早39,相差0.186 mmol·m~(-2)s~(-1);晚稻品种甲烷排放速率最高的是玉针香,最低的是Y两优1号,相差0.282 mmol·m~(-2)s~(-1)。早晚稻的甲烷排放速率与根氧化力、根孔隙度均存在显著正相关关系(P 0.05);此外,早稻甲烷排放速率与根系活跃吸收面积、根系总吸收面积均呈极显著负相关关系(P0.01);而晚稻甲烷排放速率与根系活跃吸收面积、根系总吸收面积则呈极显著正相关关系(P 0.01)。[结论]早晚稻根系特性与甲烷排放速率之间的相关性表现出不同的特点,综合结论得出:根系活力、根孔隙度是影响水稻甲烷排放的根系关键指标。其中常规早稻品种、杂交晚稻品种呈现低排特征,为种植水稻低甲烷排放品种提供选择。     

地下水位与有机肥及水分管理对稻田甲烷排放的影响

采用长期定位模拟试验研究了地下水位，有机肥、水分管理对稻田甲烷排放的影响。结果表明，不同有机肥用量条件下，早委高量绿肥低水位处理稻田甲烷排放速率高于常量绿肥低水位处理，晚稻则相反；不同地下水位条件下，早稻高量绿肥低水位处理稻田甲烷排放速率高于高量绿肥高水位处理，晚稻相反；但是间歇排灌处理无论是排放速率还是排放总量都大大低于正常灌溉处理，且在所有处理中也是最低的。可见，干湿交替的水分管理方式是控制稻田甲烷排放的有效方法。     

水稻覆膜旱作抑制稻田甲烷排放效应的研究

采用密闭箱法研究了水稻覆膜旱作抑制稻田甲烷排放的效应。结果表明，水稻覆膜旱作使稻田土壤氧化还原电位提高25mV；水稻的返青期和成熟期是甲烷排放的2个高峰期；水稻返青期，覆膜旱作处理的甲烷含量比传统淹水处理的低40μL／L，降幅达28．6％。     

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%。     

红壤性水稻土甲烷排放规律研究Ⅰ.不同稻作制模拟小区甲烷排放规律

为了有效控制稻田甲烷排放量 ,保护生态环境 ,采用静态箱技术在模拟池中进行了不同稻作制处理甲烷排放通量动态变化的试验 .结果表明 ,稻田甲烷的年排放总量以稻 -稻 -冬泡制处理最高 ,为 1498.5 2 kg/ hm2 ,稻 -稻 -绿肥制处理居中 ,为 1437.6 6 kg/ hm2 ,稻 -稻 -油菜制处理最低 ,为 12 30 .95 kg/ hm2 .晚稻甲烷排放量多于早稻 .3种处理早稻的最大甲烷排放峰值出现在分蘖盛期 ,晚稻的出现在返青期 .讨论了稻田甲烷排放与环境温度及稻田土壤无定形氧化铁含量的关系 ,二者变化趋势基本一致 ,但无明显相关性 .     

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.     

前茬季节稻草还田时间对稻田CH_4排放的影响

通过盆栽试验研究了前茬季节稻草还田时间对稻田CH4排放的影响。与前茬季节前施用稻草(稻草早)相比,水稻移栽前施用稻草(稻草晚)的处理CH4排放量增加了3.04(1996年)和7.12(1997年)倍。稻草还田时间还明显影响CH4排放和土壤Eh的季节变化。稻草晚处理土壤Eh在整个水稻生长期皆处于适宜CH4产生的水平,所以整个水稻生长期皆有CH4排放(经历烤田后例外),而稻草早处理水稻移栽42d后土壤Eh才降为负值,在此期间几乎没有CH4排放。     

崇明岛稻麦轮作系统稻田温室气体排放研究

通过静态箱-气相色谱法,研究了崇明岛稻麦轮作地水稻生长季及收割后休耕期(2011年6月至2011年11月)温室气体CO2、CH4和N2O的排放、吸收规律及交换量,并运用增温潜势进行了温室效应估算。3种温室气体通量在水稻不同生长阶段有明显差异:稻田除成熟收割期外,其他期均表现为CH4排放源,并在分蘖期达到最大值;N2O除幼苗期表现为汇,其他期均为排放源,并在拔节期达到最大值。温室效应分析得出:水稻田温室气体以CH4和N2O排放为主,二者对全球温室效应的贡献为3.255×103kgCO2·hm-2;由于光合作用,稻田表现为对CO2固定,固定量为2.462×103kgCO·2hm-2;崇明水稻生长季排放温室气体综合GWP值为793kgCO·2hm-2,为温室气体排放源。     

水稻品种对三江平原稻田温室气体排放的影响

利用静态箱一气相色谱法研究了三江平原3个主栽水稻品种(空育131、龙粳18、垦鉴稻6)对生长季节稻田CO2、CH4和N2O排放规律、源/汇及其与环境因子关系的影响.结果表明:3个水稻品种的CO2、CH4和N2O平均通量范围分别为405.5 ～ 647.2、9.6 ～20.5 mg·m-2·h-1、4.1 ～6.3 μg...     

中国稻田CH_4和N_2O排放及减排整合分析

【目的】对中国有关稻田CH4和N2O排放试验结果进行整合分析,估算不同管理措施的减排潜力,为稻田CH4和N2O减排提供参考依据。【方法】通过建立中国稻田CH4和N2O排放的数据库,研究稻田CH4和N2O的排放特征,分析作用显著的影响因素,比较不同措施的减排效果。【结果】中国稻田CH4排放存在明显的地域性分布规律,主要表现为西南地区稻田CH4排放远高于其它地区。水稻生长季节水分管理方式、非水稻生长季水分状态、化肥氮投入量和有机物料对稻田CH4排放具有重要影响(P0.05)。与淹水灌溉(CF)相比,前期淹水-中期晒田-淹水(F-D-F)、前期淹水-中期晒田-淹水-湿润灌溉(F-D-F-M)和间歇灌溉或完全湿润(M)降低稻田CH4排放的幅度分别为45%、59%和83%。与休闲期淹水(F)相比,采取冬闲期排干(SD)、稻旱轮作(LD)或旱-旱-稻轮作模式(TD),能降低稻田CH4排放42%—56%。不同有机添加物产生CH4的能力的顺序为:作物秸秆+厩肥(S+FM)绿肥(GM)厩肥(FM)作物秸秆(S)堆肥或沼渣(CM)。化学氮肥的种类对CH4排放有一定的影响,但特征不明显,而随着氮肥用量(N)的增加,CH4排放逐渐降低。当0N≤150kgN·hm-2,150N250kgN·hm-2和≥250kgN·hm-2时,CH4排放较不施任何肥料降低12%、29%和65%。中国稻田N2O排放的地域性分布特征不明显。水稻生长季节水分管理方式、非水稻生长季水分状态和总氮投入量是影响N2O排放的最重要的因素(P0.05)。与CF相比,F-D-F、F-D-F-M和M能够提高稻田N2O排放12%、140%和478%,而且在F-D-F、F-D-F-M模式下的氮肥N2O排放因子分别为0.43%和0.68%。不同非水稻生长季水分状态模式下N2O排放平均值表明,SD、LD和TD比F增加40%—110%的排放。【结论】稻田CH4和N2O排放的消长关系表现在水分管理、非水稻生长季节的水分状态和氮素的投入量等方面。合理的减排措施应基于二者的综合考虑。通过优化稻田水肥管理措施可降低稻田CH4和N2O排放的温室效应。     

耕作方式和氮肥对稻田CH4排放的影响及与土壤还原物质间的关系

探讨不同耕作方式下氮肥调节对稻田CH4排放及与土壤还原物质间的关系。通过田间试验研究水稻在常耕与免耕2种耕作方式、3种施氮量（N0、N1、N2）和2种施氮方式（F1、F2）条件下,稻田CH4排放的动态变化规律。结果表明：各处理CH4排放通量均呈双峰曲线变化规律,峰期分别出现在分蘖期和抽穗期,拔节前稻田CH4排放占水稻全生育期排放量的75.12% 。免耕能显著降低稻田CH4排放,氮肥极显著地促进稻田CH4排放。重施基蘖肥有利于降低免耕稻田CH4的排放,重施穗肥有利于降低常耕稻田CH4的排放。耕作方式和施氮方式对稻田CH4排放的互作效应显著,其中免耕和重基蘖肥搭配能极显著降低稻田CH4排放。耕作方式和氮肥调节对稻田CH4排放的影响与稻田土壤还原物质总量,活性还原物质量及Fe2+含量的变化密切相关。     

Methane and Nitrous Oxide Emissions from Rice-Duck and Rice-Fish Complex Ecosystems and the Evaluation of Their Economic Significance

Rice-duck （RD） and rice-fish （RF） ecological systems are major complex planting and breeding models of rice paddy fields in southern China. Studying the methane （CH4） and nitrous oxide （N2O） emissions and their economic value from these two ecosystems can provide theoretical and practical basis for further development and utilization of these classical agricultural techniques. CH4 and N2O emissions from RD and RF ecological systems were measured in situ by using static chambers technique. Using global warming potentials （GWPs）, we assessed the greenhouse effect of CH4 and N2O and their economic value. Results showed that the peaks of CH4 emission fluxes from RD and RF appeared at full tillering stage and at heading stage, and the average emission fluxes were significantly （P〈 0.05） lower than that from CK. N2O fluxes remained low when the field is flooded and high after draining the water. Compared with CK, the total amount of N2O emissions was significantly （P〈0.05） higher and slightly lower than those from RD and RF, respectively. In 2006 and 2007, the total greenhouse effect of CH4 and N20 from RD and RF were 4 728.3 and 4 611 kg CO2 ha^-1, 4 545 and 4 754.3 kg CO2 ha^-1, respectively. The costs of greenhouse effect were 970.89 and 946.81 RMB yuan ha^-1, and 933.25 and 976.23 RMB yuan ha^-1, respectively, which were significant lower than those from CK （5 997.6 and 5 391.5 RMB yuan ha^-1）. Except for the environment cost of CH4 and N2O, the economic benefits from RD and RF were 2 210.64 and 4 881.92 RMB yuan ha^-1; 3 798.37 and 5 310.64 RMB yuan ha^-1, respectively, higher than those from CK. Therefore, RD and RF complex ecological planting and breeding models can effectively decrease and control CH4 and N2O emissions, and they are two of the effective strategies to reduce greenhouse gases from rice paddy fields and contribute in alleviating global warming. Thus, their adoption is important to the environment together with their economy benefits.     

水稻CH4和N2O的排放及其与植株特性的相关性

为比较不同水稻品种间甲烷和氧化亚氮排放的差异,采用圆柱体静止箱取样、气相色谱分析,测定了不同早、晚稻品种在不同生育期甲烷和氧化亚氮的排放通量,考察其与水稻植株特性的相关性.结果表明,早稻甲烷、氧化亚氮排放通量分别在抽穗期、孕穗期出现峰值;晚稻甲烷、氧化亚氮排放通最分别在拔节期、乳熟期出现峰值.不同水稻品种间甲烷和氧化亚...     

江汉平原施氮水平对稻田CH_4和N_2O排放及水稻产量的影响

氮素是保证水稻(Oryza sative L.)产量的关键,同时也会影响稻田温室气体的排放。研究施氮水平对江汉平原地区稻田甲烷(CH4)、氧化亚氮(N_2O)排放和水稻产量的影响,旨在筛选出适合当地的低碳高产氮肥管理措施。以单季稻"丰两优香1号"为研究对象,设置4个施氮水平(T0:对照,0 kg N/hm2;T1:90 kg N/hm2;T2:150 kg N/hm2;T3:210 kg N/hm~2),采用静态暗箱-气相色谱法对稻田CH4和N_2O排放通量进行连续监测,测定水稻产量及CH4和N_2O季节排放特征,分析综合温室效应和排放强度。结果表明,不同施氮处理下CH4和N_2O排放通量具有较为明显的季节变化规律,T2处理的CH4季节累积排放量为302.5 kg/hm2,显著大于T0、T1和T3处理,与T0相比增加CH4排放106.7%,T3处理稻田CH4季节累积排放量为160.5 kg/hm2,比T2、T1水平处理低。不同施氮处理生长季N_2O累积排放量在0.465~0.631 kg/hm2之间,T3、T2、T1处理N_2O累积排放量显著大于T0处理,但T3、T2、T1处理间差异不显著。水稻产量随着氮素水平增加而增加,100年尺度上的温室气体排放强度以T3处理最小为0.39,T2处理最大为0.79,二者差异显著(P0.05)。因此,210 kg N/hm2可推荐为江汉平原地区水稻低碳高产的适宜氮素投入量。