农田甲烷排放研究进展（英文）

甲烷是一种重要的温室气体,而农田是甲烷的重要排放源之一。因此,对农田甲烷排放进行研究具有重要的意义。该文从农业生态系统甲烷排放、土壤甲烷排放的影响因子,比如土壤含水量、土壤性质以及施用肥料的种类及肥料施用方法等方面综述了稻田甲烷的研究进展。探讨了缓解农田甲烷排放的管理措施,尤其是减缓稻田甲烷排放的措施。提出了未来开展稻田甲烷的研究方向,以期为进一步控制稻田甲烷排放提供一定参考。     

施肥对稻田N2O排放的影响

肥料施用是影响稻田N_2O排放的重要因素之一.以国内外相关文献为基础,综述了肥料的种类、施用量、施用方式和施用时间对稻田N_2O排放的影响,指出了有待研究的内容:加强对土壤N_2O排放机理的研究;进一步研究肥料施用对稻田N_2O排放的影响;进一步研究施肥管理措施对稻田温室气体(CH_4和N_2O)排放的交互影响,寻求科学合理、切实可行的减排措施.     

农艺措施对稻田土壤产甲烷菌的影响研究进展

从农田管理的角度综述了近年来国内外学者对稻田土壤产甲烷菌的研究成果,发现耕作模式、水分管理、肥料管理、病虫草害防治等操作都会对稻田土壤产甲烷菌的数量和(或)种群产生影响。其中,旱作、水—旱轮作、施用化肥等能在一定程度上减少稻田土壤产甲烷菌的数量。这表明采取适当地农艺措施可降低稻田土壤中产甲烷菌的数量,从而在一定程度上缓解全球温室效应。     

稻田管理措施对土壤碳排放的影响

稻田土壤是最重要碳库之一,农田管理措施影响着稻田土壤碳排放.本文综合论述了本课题组过去几年的研究成果,并结合国内外其它相关研究,分析和讨论稻田养鸭,灌溉方式、氮肥施用和耕作措施对土壤碳排放的影响.研究指出,稻田养鸭有效降低稻田温室效应,间歇灌溉降低CH4排放,施氮肥不影响土壤碳排放,而免耕有效降低土壤碳排放.由于土壤碳...     

广州地区晚季稻田甲烷排放通量与施肥影响研究

研究了广州地区晚季稻田在农业管理措施和肥效基本相同情况下，施用不同肥料类型对稻田甲烷（ＣＨ４）排放通量的影响。试验初步表明：晚季稻田ＣＨ＿４排放基本集中在水稻生长前期；稻田处于灌溉淹水状态是ＣＨ＿４产生的必要条件；稻田处于干湿期间无明显ＣＨ＿４排放；施用有机肥料ＣＨ＿４的排放量明显高于施纯化肥；温度高有利于ＣＨ＿４排放。     

稻田CH4和N2O排放消长关系及其减排措施

稻田CH4和N2O排放存在互为消长的关系,此种关系不受时间、空间及有无水稻植株的影响,考虑稻田CH4减排措施的同时必须兼顾该措施对N2O排放的促进作用.本文从水分管理、施肥管理、水稻品种、甲烷抑制剂及脲酶/硝化抑制剂、耕种方式及耕作制度等方面综述了近年来关于稻田CH4和N2O减排措施的研究,以期从农业实践中总结缓解稻田CH4和N2O排放引起的综合温室效应的生产措施.分析表明,稻田低施氮水平条件下进行中期烤田是减少CH4和N2O排放的有效措施,有机秸秆进行堆腐好氧分解后施入或在休闲期(如秋季或冬季)施人稻田表现出较好的应用前景,施用甲烷抑制剂、脲酶抑制剂及硝化抑制剂和缓释,控释肥料对降低稻田温室气体排放及提高作物产量意义重大.     

农田氧化亚氮排放的主要影响因素及其作用机制

氧化亚氮(N2O)的环境效应显著,研究N2O的排放机理及影响因素对减少N2O排放和改善全球环境具有重大意义.农田生态系统的生物和非生物途径均可产生N2O,是N2O的重要排放源.由于受人为干扰频繁,农田土壤中N2O的产生和排放过程受到环境和农田管理措施等多种因素影响.介绍了土壤中N2O的产生机理,重点论述了肥料施用和土壤水热状况等关键性因素影响土壤N2O产生和排放的作用机制,以期为N2O的减排策略提供依据.     

农田甲烷产生的微生物生态学机理研究进展

农田土壤主要通过微生物厌氧发酵、植物呼吸向大气中排放甲烷,土壤的甲烷主要来自于湿地、稻田和垃圾填埋场等,其排放量占每年全球甲烷产生量的50%左右。笔者主要针对土壤甲烷产生的微生物学过程进行分析,揭示了农田中甲烷产生菌和甲烷氧化菌的作用机理、两者数量与甲烷排放量的相关关系,综合分析了甲烷产生的影响因素等,总结了农田甲烷产生的微生物学机理,对研究甲烷减排(全球变暖)及完成全球碳循环、保护人类生存的生态环境,具有重要的意义。     

磷对稻田甲烷排放的影响及其可能机制

目前关于磷对稻田甲烷排放的影响研究较少,为此,本文检索了已发表的磷对稻田甲烷排放的相关文章,并对文献数据进行了再挖掘分析,总结归纳了磷对甲烷产生和氧化的可能影响,并对未来需要进一步探究的问题进行了讨论。分析发现磷对稻田甲烷排放的调控主要受种植系统和其他施肥情况的影响,一季中稻下大都表现为磷肥施用降低甲烷排放,降幅受其他土壤养分情况影响而不同。磷通过影响水稻根系及其分泌物进而影响土壤碳的有效性,直接影响土壤磷的有效性,并改变土壤产甲烷菌和甲烷氧化菌的丰度和群落组成来调控甲烷的产生及氧化过程,最终影响甲烷的排放。     

不同耕作方式下稻田土壤CH4和CO2的排放及碳收支估算

二氧化碳(CO_2)和甲烷(CH_4)是重要的温室气体,研究免耕稻田CO_2和CH_4排放有助于评价稻田免耕技术对全球气候变化及碳循环的影响.本文通过运用静态箱技术和田间原位碱液吸收法研究了免耕稻田土壤CO_2和CH_4的排放规律和排放量,及其稻田碳(C)的收支状况.研究表明,施肥提高了CH_4排放,而不影响CO_2的排放;免耕显著影响稻田CH_4排放,而CO_2的排放不受耕作影响.对稻田C收支及平衡的分析表明,施肥提高了稻田系统C的输入,同时,相对于翻耕处理,免耕处理表现为大气C的"汇".表明了稻田免耕能将更多的碳累积于农田土壤碳库中,有利于提高稻田生态系统在减缓气温上升过程中所发挥的作用.     

1980—2011年福建省农业甲烷排放估算研究

基于1980—2011年福建省农业生产的相关统计数据,将稻田甲烷排放模型CH_4MOD、排放因子法和GIS相结合,模拟估算了福建省1980—2011年农业源甲烷排放量。结果表明:(1)1980—2011年福建省农业CH_4共排放1 219.71×10~4t,总体呈下降趋势;(2)福建省农业CH_4排放高值区主要分布在南平市、龙岩市和漳州市,约占福建农业CH_4排放总量的47%;(3)32 a间福建省水稻CH_4总排放877.63×104t,总体呈递减走势,年均递减率为1.96%。反刍动物肠道和动物粪便CH_4排放量均呈明显上升趋势,年均增长率分别为1.04%和2.25%;(4)不同农业源CH_4排放量差异较大,以稻田CH_4排放最高,占总排放的72%,其次是动物肠道CH_4排放,占总排放量的23%,动物粪便CH_4排放约占5%;(5)对2025年甲烷排放量进行模型预测,表明福建省农业CH_4排放量总体降低,反刍动物饲料和动物粪便管理效率的提高成为未来福建农业发展的重点。     

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.     

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。     

水分管理影响稻田甲烷排放研究进展

水分管理是影响稻田甲烷(CH4)产生、氧化与排放的重要因素之一.根据国内外文献资料,综述了非水稻生长期和水稻生长期水分管理对稻田CH4产生排放的影响,以及非水稻生长期水分管理对水稻生长期CH4产生排放的影响,并提出有待研究的内容.综合多年的研究结果表明,冬季淹水不仅引起冬季(非水稻生长期)CH4的大量排放,还影响水稻生长期CH4排放量.非水稻生长期土壤水分含量越高,随后水稻生长期CH4排放量越大,产生和氧化能力越强.水稻生长期烤田相对于持续淹水能大量减少CH4排收.     

不同灌溉模式和施氮量条件下稻田甲烷排放及其与有机碳组分关系

通过田间试验,研究不同灌溉模式和施氮量下早晚稻不同生育期土壤有机碳(SOC)和易氧化有机碳(LOC)含量、微生物量碳(MBC)和甲烷氧化菌(MOB)数量的变化,以及水稻生育期内稻田甲烷排放通量变化情况,并分析当日稻田甲烷排放通量与土壤SOC、LOC、MBC和MOB的关系,以期获得稻田甲烷减排的灌溉模式和施氮量。两季试验均设3种灌溉模式,即常规灌溉(C)、"薄浅湿晒"灌溉(T)和干湿交替灌溉(D);2种施氮量,即120 kg·hm~(-2)(N1)和150 kg·hm~(-2)(N2)。结果表明,N1时D模式土壤SOC含量在晚稻乳熟期和早稻孕穗期较高,N2时早、晚稻4个时期SOC含量均以D模式最高;早晚稻土壤LOC含量以D模式较低,土壤MOB数量均以C模式较低,而MBC则以C模式较高。N2处理稻田MOB、SOC、LOC和MBC含量均高于N1处理。稻田甲烷排放量在分蘖期和乳熟期较高,而在孕穗期和成熟期较低。D模式早、晚稻全生育期甲烷排放通量和累计排放量均显著低于T和C模式,而N2处理这些指标均高于N1。稻田甲烷排放通量受土壤MOB、LOC和MBC的直接影响和SOC含量的间接影响,在干湿交替模式和施氮量120 kg·hm~(-2)下稻田甲烷排放量最低。     

水分和秸秆管理减排稻田温室气体研究与展望

水稻生产过程是人为源温室气体甲烷(Methane,CH4)和氧化亚氮(Nitrous oxide,N2O)的重要排放源,稻田中CH4和N2O的产生与排放受农事管理与环境因素影响,尤其是水分管理和秸秆还田措施,直接影响稻田土壤氧化还原状况和土壤中易分解有机质的含量,对稻田CH4和N2O的排放具有显著的影响效果。很多研究结果表明,控制灌溉、干湿交替等节水灌溉措施能显著降低CH4排放量,但同时也可能促进N2O的排放,因此如何同时减少CH4和N2O的排放量是实现稻田温室气体减排的关键所在;另外,秸秆还田在改良土壤肥力的同时也增加了外源性有机质的输入,促进了稻田CH4的排放。如何优化秸秆还田措施,并耦合水分管理以达到土壤改良和温室气体减排的双重效益对稻田系统的可持续利用至关重要。本文从水分管理、秸秆管理、以及水分和秸秆协同管理等几个方面综述了近年来稻田温室气体减排的研究进展,重点总结了国内外通过水分管理减排稻田温室气体的效果、水分与施肥耦合的减排效果、秸秆还田措施以及水分管理与秸秆还田耦合对稻田温室气体排放的影响,并对今后稻田温室气体减排的研究方向作了展望。     

中国主要农业源温室气体排放及减排对策

近年来温室气体的大量排放以及由此造成的全球气候变暖引起了人们的广泛关注,减缓温室气体排放已成为一个急需解决的问题.CO2、CH4和N2O是几种主要的温室气体,在全球变暖中起着非常重要的作用.农业生产活动是温室气体CH4和N2O最重要的排放源之一,本文从减少水稻田和反刍动物CH4气体排放、利用农业有机废弃物进行CO2气体施肥以减少秸秆燃烧和畜禽粪便随意堆置过程中CH4和N2O排放以及调整农田氮肥施用方法减少土壤N2O排放等几个方面总结了在中国农业生产过程中可以减缓温室气体排放的一些措施,以期在这些方面为中国温室气体减排和缓解全球气候变暖作出积极的贡献.     

稻-鸭复合系统中灌水深度对甲烷排放的影响

以稻田养鸭和稻田蓄水2项经典农作技术为背景，研究了稻-鸭复合系统中不同灌水深度对甲烷排放的影响以及深水灌溉下土壤氧化还原特性对甲烷排放的影响．结果表明，灌水20，10cm与灌水5，2cm处理之间甲烷排放通量差异显著；4个处理全生育期CH4排放总量分别为6．28，6．36，7．23，7．30g／m^2，灌水处理期间CH4排放量分别为1．19，1．24，2．31，2．37g／m^2，灌水20cm的CH4排放量分别是其他处理的95．9％，51．5％，50．2％．深灌导致土壤氧化还原电位略降低，灌水20cm土壤氧化还原电位比2cm处理低8．2mV．相关分析表明，甲烷排放通量与土壤氧化还原电位相关性不显著，与还原物质总量、活性还原物质总量呈正相关．     

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。     

中国稻田甲烷排放及其影响因素的统计分析

【目的】阐明中国不同稻作类型CH4排放的区域特征以及稻田CH4排放与环境因子和水肥管理的定量关系。【方法】通过文献调研,获得1987-2011年中国稻田CH4排放观测的有效文献111篇,含生长季CH4排放总量或平均排放通量的有效观测数据495组,涵盖67个观测点。采用方差分析、相关分析和逐步回归方法对上述观测数据进行分析。【结果】中国单季稻、双季早稻和晚稻田的CH4季节排放总量（均值±标准误差）分别为（383.5±31.1）、（234.3±16.8）和（361.8±25.0）kg•hm-2。西南单季稻区CH4排放分别是华北、华中和东北单季稻区的2.3、2.2和4.3倍;华中早、晚稻区的CH4排放分别是两广早、晚稻区的2.6和1.9倍。稻田CH4排放与有机肥施用量呈正相关,与化肥氮施用量及土壤pH呈负相关;单季稻区CH4排放随纬度升高和经度增加而降低,双季稻区CH4排放则随纬度升高而增加;单季稻区CH4排放随土壤全氮含量的增加而降低,但晚稻区则反之。综合影响中国单季稻田CH4排放的因子为纬度、土壤C/N比、砂粒含量、水分管理方式、有机肥和化肥氮施用量,这6个因子的变化可解释CH4排放空间变异的72%;早稻田CH4排放空间变异的35%可由土壤C/N比、砂粒含量、移栽-抽穗期平均温度、水分管理和有机肥施用量等5个因子的变化得以解释;纬度、土壤C/N比、黏粒含量、pH值、全生育期平均温度和有机肥施用量等6个因子可解释中国晚稻田CH4排放空间变异的47%。【结论】中国稻田单位面积CH4排放量总体为单季稻＞晚稻＞早稻,但单季稻与晚稻田的CH4排放无显著差异。西南单季稻区的CH4排放显著高于其它单季稻区,华中双季稻区的CH4排放显著高于两广稻区。由环境和水肥管理因子决定的多元统计模型能较好地解释中国稻田CH4排放的空间变异,单季稻CH4排放模型的可解释性优于双季稻。