节水灌溉与生物炭施用对稻田生态系统CO2净通量日变化的影响

为了揭示不同水碳管理对稻田生态系统-大气间CO₂交换的影响，基于田间试验，分析了不同水碳管理模式下稻田生态系统CO₂净通量日变化特征。结果表明：分蘖期、拔节孕穗期、乳熟期稻田生态系统CO₂净通量变化趋势均呈现U型特征，总体表现为白天吸收，夜晚排放，且各生育期的净吸收阶段与净排放阶段在时间上呈现一致性。随着生育期的推进，稻田生态系统白天CO₂净吸收时长及吸收量呈现先升高后降低趋势。除分蘖期高量生物炭处理降低了稻田生态系统白天CO₂净吸收通量外，生物炭施用增大了节水灌溉稻田生态系统白天CO₂净吸收通量与夜晚CO₂净排放通量。与不施用生物炭处理相比，2种生物炭情况下稻田生态系统白天与夜间CO₂净通量增加幅度为2.26%～27.16%和2.30%～32.69%。节水灌溉减小了稻田生态系统白天CO₂净吸收通量，增大了稻田生态系统夜间CO₂净排放通量，白天吸收和夜晚排放的变化幅度为...     

南方稻田生态系统产量形成期co2通量的研究

通过稻田生态系统3a CO2通量的日内变化、逐日变化趋势、CO2通量水平与产量高低的分析,以了解稻田生态系统产量形成期CO2通量特征、对产量的影响。将稻田CO2通量与光合有效辐射、气温进行回归分析,以掌握两者对水稻CO2同化消耗的影响。结果认为,水稻抽穗期、齐穗-乳熟CO2通量日变化呈较深“U”型,乳熟-成熟“U”型较浅;产量形成期白天CO2通量的逐日均值呈“√”型;抽穗期、齐穗-乳熟水稻处生长旺盛阶段,其白天CO2通量水平与产量高低基本一致;水稻对CO2的同化吸收与光合有效辐射、气温有极显著相关关系;南方稻作区对CO2的同化消耗强于三江平原等稻作区。     

典型草原CO2通量变化特征对环境因子的响应

为准确估算评价草原生态系统碳源/汇和合理利用草地资源提供科学依据。采用涡度相关法对锡林浩特典型草原生态系统CO₂通量的日变化、牧草不同生育期CO₂通量变化规律以及与环境因子的关系进行分析。结果表明,草原生态系统CO₂通量具有明显的日变化特征,白天以吸收CO₂为主,夜间表现为呼吸排放CO₂,夜间较白天变化相对稳定;CO₂通量晴天与阴天日变化趋势一致,但阴天变幅大于晴天;在牧草不同生育期和不同天气背景下,CO₂通量的日变化特征不同。CO₂通量波动晴天大于阴天,但无论晴天还是阴天,返青期、黄枯期为大气CO₂的源;开花期为大气CO₂的汇,且开花期CO₂净吸收通量明显高于生长初期和黄枯期,而黄枯期CO₂呼吸排放通量明显高于生长初期和开花期。牧草在不同生育期的CO₂通量与光合有效辐射强度、平均气温、地表平均温度、5 cm平均地温和平均风速等环境因子密切相关。

     

保护性耕作对黄土高原旱地春小麦成熟期农田温室气体通量日变化的影响

为了预测农田生态系统中CO2、N2O、CH4的排放对全球气候变暖的响应,及其温度对温室气体排放日变化的影响,利用CO2分析仪、静态箱-气象色谱法,对黄土高原旱区农田生态系统传统耕作(T)和保护性耕作(NTS)措施下春小麦成熟期CO2、N2O、CH4气体通量日变化进行原位观测。结果表明：2种耕作措施下农田土壤均表现为大气CO2、N2O的源和CH4的汇。CO2、N2O、CH4都有明显的日变化特征,传统耕作措施下CO2排放通量明显高于保护性耕作。CO2日排放通量最高峰出现在12:00,最低峰出现在2:00。N2O日排放最高峰出现在16:00,最低峰出现在0:00。保护性耕作措施能增加农田土壤N2O通量的排放。2种耕作措施下CH4吸收通量的最高峰均出现在14:00,保护性耕作措施下CH4吸收通量的最低峰出现在22:00,传统耕作措施则出现在2:00。采取保护性耕作措施能促进农田土壤对CH4通量的吸收。地表温度,5 cm地温与CO2排放通量都有极显著的正相关关系,且都与CO2通呈指数函数关系。N2O与各个耕层的土壤温度都有极显著的正相关关系,且与N2O排放通量呈线性函数关系。2种耕作措施下,CO2通量与地表温度的相关系数最高,N2O与10 cm地温的相关系数最高。CH4与地表温度具有极显著的负相关关系。     

水稻品种对稻田甲烷排放的影响

在大田条件下，应用甲烷自动测试系统在水稻生育期内持续测定3个水稻品种的甲烷排放通量。试验结果表明:水稻品种对稻田甲烷排放通量有明显的影响，品种间差异高达2.26倍；根量大的水稻品种，甲烷排放通量高，稻田气泡排放甲烷强度大，土壤水溶液中水溶甲烷浓度也高。试验证明，水稻根系的大小是导致水稻品种间甲烷排放通量差     

水管理与有机肥对稻田甲烷排放的影响

应用甲烷自动测试系统,在水稻生长季两个小时一个轮回持续监测了三种水管理和两种施肥措施的水稻田甲烷排放通量。结果表明:稻田甲烷排放早晨低,午后高,日变化与气温及稻田表层土壤温度的变化大体一致;甲烷的季排放高峰发生在水稻分蘖期;稻田水管理和有机肥的施用对稻田甲烷排放有剧烈影响,稻田排水晒田,甲烷排放剧减,稻田施用有机肥,甲烷排放倍增;采用常规灌溉、湿润灌溉、淹灌和常规灌溉不施有机肥的水稻田甲烷排放通量分别为10.83mg m~(-2)h~(-1),6.25mg·m~(-2)h~(-1),14.5mg m~(-2)h~(-1)和0.81mg m~(-2)h~(-1)。本研究提出水稻田实行合理水管理,结合施用适量有机肥是确保水稻持续高产、减少稻田甲烷排放的有效途径。     

稻田CH4排放及控制技术的研究

为了探索北方稻田水管理、施肥和水稻品种对稻田甲烷排放的影响,于1995年至1998年应用全自动甲烷采样-测定系统,测定了水稻田甲烷排放通量.实验探明:北方稻田甲烷排放通量为4～364mg/m2.d,平均值为82mg/m2.d;稻田甲烷的季节排放只有一个高峰,发生在水稻分蘖期,该期的甲烷排放量占年排放总量的85%以上,水稻生长中、后期的稻田     

乌兰乌苏绿洲棉田生态系统水汽和二氧化碳通量研究

为了研究新疆干旱和半干旱地区农田生态系统陆地-大气间水汽和二氧化碳连续相互作用对全球气候、环境变化的影响。2009年1—12月应用涡动相关系统,连续观测乌兰乌苏绿洲棉田生态系统下垫面（裸地和不同生长期）地气界面水汽和二氧化碳通量变化,分析水汽和二氧化碳通量的季节和日变化规律。结果表明：（1）绿洲棉田生态系统下垫面全年二氧化碳通量变化分干、湿2季,干季棉田下垫面以释放CO2为主,湿季以吸收CO2为主,但全年吸收量远大于释放的量。（2）在湿季,绿洲棉田生态系统下垫面其CO2的通量值曲线呈开口向上的抛物线型,与下垫面棉田发育情况有较好的相关性。（3）其水汽通量全年分3个阶段,水汽通量值从小到大分别为：雪覆盖阶段。裸地阶段。棉花种植阶段。（4）在湿季,其水汽通量日变化明显,与日照强度和温度相关较好。     

淮河流域农田CO2和热通量日、季节变化特征

利用淮河流域寿县国家气候观象台2007年7月至2008年6月全年每天48 个时次的湍流通量涡度观测资料,分析近地层CO2和热通量的日变化和季节变化,结果表明：CO2、净辐射和潜热通量具有明显的日变化和季节变化。日变化幅度随季节变化明显,表现在春、夏两季CO2、净辐射和潜热通量日变化幅度大, 冬、秋季变化幅度较小;分季节研究发现CO2通量在夏季和春季（水稻及小麦生长期）较大,而在下垫面无作物以及被积雪覆盖时只有-0.051 mg﹒m-2﹒h-1 ～-0.047 mg﹒m-2﹒h-1,整个观测期CO2通量日平均值约为-0.59mg﹒m-2﹒h-1,农田明显为CO2的汇;净辐射和潜热通量在5 月份最大, 1 月份最小。     

农田CO2通量观测的研究进展

多角度认识农田生态系统在CO2源或汇的问题有助于中国制定正确的农业管理措施,通过减少农田生态系统碳的排放或增加碳的储存,可以使中国在国际排放权的争夺中处于主动地位;笔者总结了国内外最新文献中农田CO2交换量的研究现状和通量观测方法;对近年来国内外农田生态系统CO2交换量研究所取得的进展进行了详细阐述,并介绍了测量农田生态系统CO2通量的微气象法和箱法等通量观测的代表性方法,列表说明了涡度相关法、静态透明箱法、静态暗箱法三者存在的优缺点。分析了提高农田生态系统碳交换测定通量的准确性的途径及扩大不同农作物CO2测定量的适用范围;对农田生态系统CO2交换量观测全面深入研究提出了一些建议和展望。     

亚热带稻田能量平衡闭合状况分析

通过采用线性回归,能量平衡比率和相对残差频率分布3种统计方法对涡度相关法通量观测的稻田能量平衡闭合状况进行了评价,并分析了能量平衡闭合程度的季节变化趋势。结果表明,在稻田生态系统中存在能量不闭合现象,年能量平衡比率为0.87,年平均不闭合程度为13%;能量平衡比率在5—8月份平均为0.85,能量不闭合程度较高;1—4月份和9—12月份平均为0.92,不闭合程度较低。在假定常规的有效能量测定正确的前提下,可以认为涡度相关测定的湍流通量可能被低估了     

种植方式对陆稻中旱3号和水稻武香粳99-8米质的影响

在大田试验条件下,以陆稻中旱3号和水稻武香粳99-8为材,设覆膜旱种和裸地旱种2种方式,以水层湿润灌溉为对照,研究了种植方式对米质的影响。结果表明,与水种(对照)相比,中旱3号覆膜旱种的产量显著降低,而武香粳99-8覆膜旱种的产量则无显著差异,裸地旱种的产量均较对照显著降低。旱种可降低垩白度、粒长/粒宽、直链淀粉含量、胶稠度、峰值黏度,提高蛋白质含量和糊化温度;中旱3号覆膜旱种和裸地旱种以及武香粳99-8裸地旱种的垩白粒率显著低于对照,而武香粳99-8覆膜旱种则无显著差异。三种种植方式中,两品种均以覆膜旱种的垩白度、直链淀粉含量、胶稠度、崩解值和灌浆期稻株含N率下降值最小,蛋白质含量和消减值最大,籽粒Q酶活性维持在较高的水平。与武香粳99-8相比,中旱3号的垩白粒率和胶稠度显著降低,垩白度没有显著差异,粒长/粒宽、直链淀粉含量、蛋白质含量、崩解值和糊化温度显著提高。Q酶活性、籽粒灌浆参数与米质指标关系密切。旱种有利于改善稻米的外观和营养品质,但蒸煮食味品质有所变劣。     

不同种植方式下氮素营养对陆稻中旱3号和水稻扬粳9538米质的影响

以粳型陆稻中旱3号和粳型水稻扬粳9538为材料,设置裸地旱种和水种两种方式及低氮(100 kg hm^-2)、常氮(200 kg hm^-2)和高氮(300 kg hm^-2) 3种氮素水平,比较了陆稻和水稻米质的差异。结果表明,旱种高氮处理下陆稻和水稻的产量以及水种高氮处理下水稻的产量较常氮有所下降,但水种高氮处理下陆稻的产量较常氮增加;增加施氮量使陆稻的垩白粒率和垩白度均先增加后下降,两品种稻米的直链淀粉含量下降,蛋白质含量增加,而水稻在旱种方式下垩白粒率和垩白度下降,在水种方式下增加。陆稻以常氮处理及水稻以低氮处理的崩解值最高,消减值最小。旱种使陆稻外观和营养品质有所改善;陆稻和水稻旱种的其他品质指标与水种无显著差异。与水稻相比,陆稻的营养品质较优,外观和蒸煮品质稍差,其蒸煮和营养品质指标与叶片含氮率的相关程度较低。表明陆稻和水稻的米质对种植方式和氮素的响应有明显差异。对陆稻和水稻的高产优质栽培途径进行了讨论。     

华北平原冬小麦生态系统齐穗期水碳通量日变化的非对称响应

陆地生态系统CO_2和水热通量变化特征及其环境控制机制是理解生态系统水碳耦合循环过程和模型开发的基础.农田生态系统水碳通量特征的研究对把握作物生产力水平和水分利用效率的高低具有重要意义.本研究基于涡度相关技术对华北平原冬小麦农田生态系统齐穗期水碳通量的日变化特征进行了分析.结果表明:以C_3作物冬小麦构成的农田生态系统晴天CO_2通量、水汽通量和冠层导度均存在明显的"午休"现象,"午休"的原因是晴天强光造成的"光抑制";CO_2通量对光合有效辐射呈米氏响应,其表观量子效率为0.002 997 mg/μmol,潜在最大碳通量为3.349 4 mg/(m~2·s);水汽通量和冠层导度与光合有效辐射之间均存在极显著线性关系,但在相同光合有效辐射下,下午的冠层导度明显小于上午,其原因在于同化产物的反馈抑制;下午的水汽通量明显大于上午,则主要受控于温度和VPD的变化.由于下午的水汽通量大于上午,而CO_2通量在上午和下午无明显差异,使得农田生态系统上午的水分利用效率明显高于下午.     

基于遥感技术的气象因素变化影响水稻单产定量研究

以黑龙江省五常市为研究区域，应用在水稻移栽期至成熟期选择的系列MODIS影像反演NDVI，通过NDVI间接反演LAI，并逐日拟合水稻全生育期的LAI，结合SIMRIW模型，计算研究区域2006年低温影响下的水稻单产。经演算，水稻单产值为5411．74kg／hm^2，是实际值的84％。研究结果表明应用高时间分辨率MODIS图像能够准确反演并拟合逐日LAI，可以为冷害影响下水稻单产的研究提供参考。     

水稻镉积累特点及影响因素研究——潜育水稻土与潴育水稻土的比较

中国农田土壤和稻米镉(Cd)污染严重,摸清稻田土壤与水稻各器官中Cd积累的关系,可为水稻安全生产提供依据。以潜育水稻土和潴育水稻土为研究对象,通过点对点采集土壤和水稻样品,比较了潜育水稻土与潴育水稻土生长水稻Cd积累的差异及影响因素。结果表明：在相似的土壤Cd污染水平下,生长于潜育水稻土上的水稻各器官镉积累明显低于潴育水稻土,潜育水稻土上生长水稻的茎叶、糙米镉平均含量只有生长于潴育水稻土上的55.53%和56.10%,表明潜育水稻土上生长水稻对土壤Cd的吸收量明显低于潴育水稻土上生长的水稻。土壤全Cd含量均是影响两类土壤水稻各器官Cd积累的主要因素,但其他土壤因素对水稻各器官中Cd积累的影响在两类农田中有较大的区别;潜育水稻土上影响水稻Cd积累的因素还有交换性亚铁和粘粒含量,而潴育水稻土中则为CEC。结果还表明,在潜育水稻土中,采用新鲜土样测定的土壤有效Cd比风干土测定的土壤有效Cd更能有效预测水稻各器官中Cd的积累。故,土壤潜育化可降低水稻对土壤Cd的吸收,减免糙米Cd污染的风险。     

缺磷型稻田土壤施磷增产效应及土壤磷素肥力状况的研究

在不同缺磷土壤上进行定位试验,研究磷肥效应和土壤磷素的供应状况。试验在红黄泥和河沙泥两种土壤上进行,包括不施肥(CK)、氮钾肥(NK)、氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾肥加稻草还田(NPK+RS)4个处理。结果表明,施磷能够提高水稻的产量,平均增产率表现为严重缺磷土壤高于中度缺磷土壤、早稻高于晚稻、磷肥与稻草配合施用高于单施磷肥处理;中度缺磷和严重缺磷土壤上施用磷肥能够显著的提高作物产量,尤其在早稻上效果更明显;中度缺磷土壤上施用磷肥早稻平均增产6.3 %,晚稻平均增产6.１%;在严重缺磷土壤上施用磷肥,早稻平均增产达到17.9 %,晚稻平均增产达到10.5 %;磷肥与稻草配合施用的水稻产量提高幅度略高于施用磷肥处理;土壤连续施用磷肥和磷肥与稻草配合施用能够提高土壤有效磷含量,且磷肥与稻草配合施用效果最佳。中度缺磷土壤磷肥与稻草配合施用处理连续两年试验后,土壤有效磷平均上升50.4%,严重缺磷土壤连续两年磷肥与稻草配合施用处理连续两年试验后,土壤有效磷平均上升91.4%。在中度和严重缺磷土壤上施用磷肥或磷肥与稻草配合施用有利于提高水稻产量、磷素吸收量和土壤的供磷能力。     

不同基因型早籼稻气冠温差的差异及其与产量的关系

本研究旨在明确不同基因型早籼稻气冠温差的差异及其与产量的关系,为快速筛选优异种质资源和合理的栽培调控提供理论支持。选用36个早籼稻品种及主要的恢复系作为试验材料,利用红外测温仪,在相同的施肥和灌水条件下,监测不同品种孕穗期、抽穗期和乳熟期的冠层温度,并分析其与产量及其构成因子的关系。结果表明:气冠温差一直为正值,抽穗期不同基因型早稻白天气冠温差与气穗温差呈极显著正相关。早稻产量与孕穗期和抽穗期白天气冠温差均呈显著正相关,与孕穗期和抽穗期夜间气冠温差均呈负相关,其中在抽穗期达到显著水平。抽穗期气穗温差与产量呈显著正相关。产量构成因子与气冠温差的相关性均未达到显著水平。通过对参试品种3个生育期的气冠温差进行聚类分析,可以将其分为高温型、中温型和低温型水稻3种温度类型。