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。     

施用生物质炭后稻田土壤性质、水稻产量和 痕量温室气体排放的变化

【目的】研究生物质炭对连续两年稻田土壤性质、水稻产量和痕量温室气体排放的影响,为合理施用生物质炭而促进水稻生产可持续的低碳发展提供科学依据。【方法】选择成都平原稻田,2010年布设了施氮与否（0与240 kg N•hm-2）下生物质炭土壤施用（0、20、40 t•hm-2）试验,连续两年观测土壤性质、水稻产量、土壤CH4和N2O排放的变化。【结果】施氮肥条件下,生物质炭连续两年对主要土壤肥力性质表现出改善效应,提高了土壤有机碳、全氮含量和pH,同时降低土壤容重,但对水稻产量影响不显著。生物质炭对CH4排放的影响依氮肥施用而异。不施氮肥下,施用生物质炭提高当季土壤CH4排放（20 t•hm-2用量时）,但次年无影响。施用氮肥下,不同用量生物质炭对土壤CH4排放无显著影响,仅40 t•hm-2用量时次年CH4排放有所增加;生物质炭对不施氮肥土壤当季N2O排放无显著影响,并降低次年的排放。然而,施氮肥下,生物质炭连续两年显著降低了土壤N2O的排放,其降幅高达66%。施氮肥条件下,连续两年生物质炭处理降低稻田痕量温室气体的综合温室效应及其水稻生产的碳强度,特别是40 t•hm-2的高用量下。【结论】在连续两年内,稻田采用生物质炭配施氮肥的管理措施对改善土壤性质和稳定水稻产量具有持续效应,高用量生物质炭(40 t•hm-2)显著降低稻田CH4和N2O痕量温室气体排放的综合温室效应和水稻生产的碳强度,且在连续两年内具有稳定的持续性。因此,在当前稻田管理措施下,生物质炭施用量为40 t•hm-2可实现稻田稳产和固碳减排的目标。     

氮肥配施小麦秸秆生物炭对稻麦轮作土壤剖面CH4和N2O浓度的影响

[目的]施用生物炭是稻麦轮作系统温室气体减排的新型措施.研究甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)在土壤剖面中的分布特征,可以揭示生物炭影响温室气体的产生和排放机制.[方法]设置对照(N0B0)、单施氮肥(N1B0)、单施生物炭(N0B1)和氮肥配施生物炭(N1B1)4个处理,利用土壤剖面气体原位采集系统研究氮肥配施生物炭对稻麦轮作系统土壤剖面7、15、30和50 cm这4个层次CH4和N2O浓度周年变化的影响.[结果]N2O浓度的峰值均出现在氮肥施用后;施氮肥处理较不施氮肥处理显著增加水稻季土壤各层次CH4浓度和整个轮作期间土壤各层次N2O浓度(P＜0.05);施氮处理均表现出土壤上层CH4和N2O浓度高于下层.生物炭效应则随氮肥施用与否而异:施氮条件下生物炭处理显著降低水稻季土壤7和15 cm处CH4的浓度(P＜0.05),平均降幅为24.8％;也显著降低小麦季土壤各层次N2O的浓度(P＜0.05),平均降幅为33.2％;在不施氮条件下单施生物炭则显著增加了水稻季土壤各层次CH4的浓度(P＜0.05).[结论]配施生物炭可以显著降低稻麦轮作体系表层土壤中CH4和N2O的浓度,从而降低稻麦轮作系统CH4和N2O的产生和排放.     

稻麦两熟制农田不同土壤耕作方式对稻季CH_4排放的影响

【目的】研究稻麦两熟制农田不同土壤耕作方式对水稻生长季CH4排放的影响,为长江下游稻麦两熟制农田温室气体减排提供对策。【方法】采用裂区设计,利用静态暗箱-气相色谱法研究麦季土壤耕作方式(免耕、旋耕和翻耕)和稻季土壤耕作方式(旋耕和翻耕)对水稻生长季CH4排放的影响。【结果】稻麦两熟制农田不同土壤耕作方式下水稻生长季CH4排放呈先升高后降低的变化趋势,移栽至有效分蘖临界叶龄期CH4累积排放量占全生育期排放总量的比例为64.73%—86.84%。水稻生长季CH4排放总量麦季免耕极显著高于麦季旋耕和麦季翻耕,平均增加53%和24%;稻季翻耕较稻季旋耕平均增加CH4排放量10%,差异达显著水平。不同土壤耕作处理稻季CH4排放总量为:麦季免耕+稻季翻耕麦季免耕+稻季旋耕麦季翻耕+稻季翻耕麦季翻耕+稻季旋耕麦季旋耕+稻季翻耕麦季旋耕+稻季旋耕,"单位产量的CH4排放量"表现趋势相同。水稻生长期内CH4排放通量的季节变化和土壤Eh呈极显著负相关,CH4排放总量与0—5cm耕层土壤有机质含量呈极显著正相关。【结论】麦季土壤耕作方式和稻季土壤耕作方式对水稻生长季CH4排放总量有显著或极显著影响,在长江下游稻麦两熟制农田采用周年旋耕措施能有效减少水稻生长季CH4的排放。     

氮肥管理对寒地水稻倒伏性能的影响

以空育131为试材,采用田间小区试验方法,在相同穗肥用量下(35kg·hm-2),设置不同基蘖氮量(N1:30kg·hm-2;N2:65kg·hm-2和N3:85kg·hm-2),并以氮肥全作基蘖肥的习惯施氮方法为对照(N4:150kg·hm-2),研究了氮肥管理对寒地水稻倒伏性状的影响,以期为寒地水稻施肥提供理论依据。结果表明:随着基蘖肥用量增加,水稻株高显著增加,当基蘖肥氮肥用量超过65kg·hm-2,株高没有显著差异;当基蘖肥用量低于85kg.hm-2,基部节间长度差异不明显;当基蘖氮肥量增加到150kg·hm-2,基部节间长度显著提高;N2处理重心高度、茎粗和壁厚都最高。随着基蘖肥用量的提高,水稻抗折力先增加,然后降低,因此N2处理抗折力最高,而N4处理抗折力最低。随着基蘖肥用量增加,倒伏指数增加,倒伏的风险加大。产量高低的顺序为N1相似文献   

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...     

稻田土壤还原性物质特征及与甲烷排放的关联性分析

以南方稻田土壤的定位试验为研究对象,选取其中的五种不同施肥(无肥、化肥、猪粪+化肥、鸡粪+化肥、稻草+化肥)处理,监测了水稻生长期间土壤活性还原性物质、活性有机还原性物质、亚铁(Fe2+)含量、土壤Eh值和甲烷(CH4)排放的动态变化,分析还原性物质与CH4排放的关系。结果表明,水稻生长前期稻田CH4排放通量、土壤活性还原性物质、活性有机还原性物质和Fe2+含量均较高,并随水稻生长呈逐渐下降的趋势;而土壤Eh在水稻整个生育期介于-238至118 mv之间,且为水稻生长前期低,后期高。施用有机肥后的土壤活性还原性物质和Fe2+含量比化肥处理平均分别增加了13%和11%,而土壤Eh值则低于无肥和化肥处理。相关分析表明,CH4排放通量与土壤中活性还原性物质、Fe2+均呈极显著正相关关系,而与土壤Eh呈极显著负相关关系。通过逐步回归分析进一步表明,土壤中Fe2+含量显著影响稻田CH4排放,控制稻田土壤中Fe2+含量有利于稻田CH4的减排。     

起身肥改善水稻根际土壤氮素分布与利用的研究

【目的】探讨起身肥对移栽后水稻根际土壤氮素分布与利用的改善作用，为氮肥的精确合理施用奠定基础。【方法】以宁粳2号为材料，通过塑盘穴播育秧带土、带肥移栽，研究不同起身肥水平下植株周围土壤矿质态氮浓度的时空变化及起身肥对水稻氮肥利用率和产量的影响。【结果】施起身肥后均能显著提高移栽后水稻根际土壤氮素浓度。随移栽后时间推移，距植株1 cm处土壤氮素浓度呈下降趋势，而距植株4和7 cm处土壤氮素浓度呈先升后降态势。与非起身肥处理相比，起身肥能够极显著地促进水稻对氮肥的吸收和利用。水稻吸氮量、基蘖氮肥利用率和水稻产量以施适量起身肥处理最高。其基蘖氮肥利用率高达27.17%，比非起身肥处理高15%，差异极显著。产量为8 814.0 kg•ha-1，比非起身肥处理高529.5 kg•ha-1。【结论】秧田施起身肥310.5 kgN•ha-1，可以提高水稻生育前期根际土壤矿质态氮浓度，促进分蘖的早生发快，增加分蘖成穗率，显著提高氮肥利用率和水稻产量。     

施肥方式、施氮量和氮肥运筹对水稻产量的影响

基于田间试验,研究了不同施肥方式、施氮量和氮肥运筹对水稻产量及产量因子的影响, 以期为江苏地区科学施肥提供理论依据。试验根据施肥方式（C1常规施肥、C2侧深施肥）、施氮量（N1常规施氮、N2氮肥减量20%、N3氮肥减量40%、N4氮肥减量60%）和氮肥运筹（R1分蘖肥一次施用、R2分蘖肥两次施用）,设置10个处理,分析了不同施肥处理下水稻有效穗数、穗粒数、千粒重和产量的差异。结果表明, 侧深施肥处理显著提高了水稻有效穗数、穗粒数和产量。分蘖肥一次施用时,减少氮肥用量显著降低了有效穗数、穗粒数和产量,具体表现为C2N1R1＞C2N2R1＞C2N3R1＞C2N4R1。分蘖肥二次施用时,随着施氮量减少,有效穗数和穗粒数降低,产量呈现先增加后降低趋势,具体表现为C2N2R2＞C2N1R2＞C2N3R2＞C2N4R2。此外分蘖肥一次施用增产效果优于分次施用。本试验条件下,侧深施肥方式配合全氮且分蘖肥一次施用为最优的施肥方式。     

优化施氮对宁夏引黄灌区稻田CO2、CH4和N2O通量的影响

针对宁夏引黄灌区稻田施氮严重过量现象,在宁夏引黄灌区的青铜峡稻田,采用静态箱-气相色谱法,通过田间试验研究常规施氮(N300)、优化施氮(N240)和不施氮(N0)对水稻不同生育期CO_2、CH_4和N_2O通量以及稻田增温潜势(GWP)的影响。结果表明:CO_2排放主要在水稻灌浆和成熟期,CH_4排放主要发生在水稻孕穗期,而N_2O排放关键期在水稻的分蘖和拔节期。与N0处理相比,施氮能显著增加稻田CO_2、CH_4和N_2O排放通量以及稻田GWP;常规施氮处理中CO_2、CH_4和N_2O的累积排放量分别为18 446.87、146.57 kg C·hm~(-2)和2.93 kg N·hm~(-2);为期一年的优化施氮没有显著增加水稻生育期内稻田CO_2排放,但使灌区稻田CH_4和N_2O排放分别显著降低了24.42%和36.28%。总的来看,为期一年的优化施氮使宁夏引黄灌区稻田GWP显著降低了26.70%。未来应结合土壤有机碳氮形态和含量变化以及土壤微生物技术,分析长期优化施氮对土壤温室气体通量的影响机制。     

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.     

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。     

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.     

麦秸还田下翻耕和不同水肥管理措施对稻田理化性质及水稻产量的影响

稻麦轮作系统中，还田麦秸腐解产生的毒害物质会对水稻产生不利影响。为有效减缓秸秆还田带来的负面影响，筛选适宜的耕作和水肥管理措施，通过设置翻耕（FS+PT）、泡田换水（FS+WR，2 d泡田后换水施肥）、延长泡田时间（FS+IP，施肥后泡田7d）、延长泡田时间并推迟施肥（FS+IP+FP，泡田7 d后再施肥）处理的田间小区试验，同时设置不施秸秆和化肥（CK）、单施化肥（F）、单施秸秆（S）以及施秸秆和化肥（FS）处理，比较在施用秸秆和化肥的基础上，翻耕和不同水肥管理措施对稻田理化性质及水稻产量的影响。结果表明：延长泡田时间的两个处理（FS+IP和FS+IP+FP）能有效降低稻田田面水酚酸含量；秸秆还田配合不同水肥管理措施处理稻田田面水氮磷含量明显低于F处理；合理的施用秸秆能有效促进水稻生长发育，特别是FS+PT处理，其水稻有效穗数比秸秆还田FS处理提高19.9%，其次为FS+WR处理，比FS处理提高15.2%。研究表明，翻耕、泡田换水、延长泡田时间等水肥管理措施均能有效减缓麦秸还田对水稻生长带来的负面效应，进而促进植物养分吸收及增加作物产量；考虑环境风险等综合效应，在麦秸还田时采用翻耕和延长泡田时间是较好的稻田田间管理措施。     

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。     

农艺深施及配施缓控释氮肥对水稻产量及氮素损失的影响

为探讨基肥"干施湿混"（施基肥-泡田-旋耙整田）结合追肥"以水带氮"（先施追肥再灌水）的农艺深施技术及其配施缓控释氮肥对氮素损失及水稻氮素吸收利用的影响，采用田间小区试验，设置不施氮肥（N0）、常规施肥（Nc）、农艺深施（Nd）、农艺深施配施缓控释氮肥再减氮10%（Ns）4个处理，研究了农艺深施及其配施缓控释氮肥对稻田田面水中氮素形态和浓度、稻田氮素流失量、水稻氮素吸收与产量、氮盈余量、土壤有效氮含量的影响。结果表明：与Nc处理相比，Nd和Ns处理均能降低氮素损失高风险期（基肥后7 d内，分蘖肥后5 d内，穗肥后4 d内）稻田田面水中总氮（TN）浓度，降幅分别为18.5%和49.8%，且主要降低了可溶性总氮（DTN），尤其是铵态氮（NH₄⁺-N）的浓度；Nd和Ns处理稻田TN流失量分别降低了19.1%和47.6%，氮肥表观利用率分别提高了15.3、3.9个百分点，氮素盈余量分别降低了6.8%和38.1%，且土壤有效氮含量和水稻产量均有增加的趋势。研究表明，基肥"干施湿混"结合追肥"以水带氮"的农艺深施技术能降低稻田田面水中氮素浓度，提高氮肥利用率，减少氮肥损失，是一项值得推广的操作简便、绿色增效的施肥技术，再配施缓控释氮肥，能进一步降低田面水中氮素浓度和氮肥损失，同时能减少氮肥用量。     

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。