不同施肥类型对北方稻田土壤温室气体排放的影响

利用静态暗箱-气相色谱法研究了吉林省延边地区不同施肥类型对水稻土壤CO2、CH4和N2O排放通量的影响。结果表明,稻田3种温室气体的排放存在明显的季节特征,CO2排放主要集中于8~10月,而CH4排放以7、8月为主,水稻生育盛期时N2O表现出明显的负排放特征,净排放发生于移栽期及秋季晒田期;有机肥与化肥配施促进了水稻生育盛期CO2和CH4的排放,导致生长季CO2和CH4排放总量显著高于单施化肥和单施有机肥处理,而单施化肥处理促进了生长季N2O净排放。水稻植株促进了水稻生育期6~8月稻田CO2和CH4的排放,与无植株相比,月均通量分别增加了42.9%~226.1%和146.6%~418.9%。生长季土壤温度对稻田CH4排放具有显著影响,但对CO2和N2O排放影响不显著。     

洱海流域典型农区不同施肥处理下稻田氨挥发变化特征

为探寻洱海流域合理的施肥方式,减少氮肥的氨挥发损失,采用"密闭室间歇通气法",研究了不同氮肥类型及施氮量对稻田氨挥发规律、氨挥发累积量及水稻产量的影响,并探究了影响氨挥发排放的因素。研究结果表明:稻田氨挥发主要发生在施肥后2～5 d内,穗肥期氨挥发损失占比最大为19.04%～33.00%,其次分蘖肥期损失为7.18%～15.72%,基肥期损失最少为4.89%～7.76%。不同施肥处理中常规施肥(CF)、化肥减量20%(T1)、单施有机肥(T2)、有机肥与化肥配施(T3)、考虑当季25%矿化率单施有机肥(T4)、考虑当季25%矿化率有机肥与化肥配施(T5)和单施控释肥(T6)的氨挥发累积量分别为42.52、22.73、11.71、15.12、38.24、25.95 kg·hm~(-2)和18.44 kg·hm~(-2)。等量施氮条件下不同肥料类型氨挥发损失占比大小为尿素控释肥有机肥+化肥有机肥。不同施氮量条件下,施氮量越大氨挥发累积量越大,且氨挥发速率与田面水NH4+-N浓度呈正相关性。综合稻田氨挥发累积量及水稻产量,在洱海流域典型农区水稻种植中,有机肥与化肥配施(25%当季矿化率)、化肥减量施用(20%)以及控释肥施用是3种较优的环境友好型施肥方式。     

绿肥、蚕沙有机肥配施化肥对免耕稻田土壤碳库平衡的影响

[目的]探索免耕稻田绿肥、蚕沙有机肥投入对土壤有机碳积累及CO2和CH4排放的影响,为保护性耕作稻田土壤碳固持及稻田减肥增效的农业有机资源可持续利用提供理论依据.[方法]在前期粉垄与常规耕作基础上,2018—2019年连续开展田间免耕试验,在同等养分投入条件下,设置绿肥、蚕沙有机肥与化肥配施模式,以常规施用化肥为对照,同步设不施肥空白对照,保护性耕作试验第2年,采用分离式静态箱—气象色谱法测定稻田温室气体CO2和CH4排放通量,同时在水稻返青期、分蘖期、齐穗期和收获期采集0~15 cm耕层土壤,测定土壤有机碳含量.[结果]在粉垄免耕模式下,蚕沙有机肥配施化肥处理耕层土壤有机碳含量在返青期和分蘖期较常规免耕模式提高56%和19%;水稻返青期、分蘖期、齐穗期和收获期粉垄免耕稻田绿肥配施化肥处理的土壤有机碳含量较单施化肥处理分别提高111%、30%、74%和31%,较不施肥处理分别提高90%、22%、58%和22%;蚕沙有机肥配施化肥处理较单施化肥处理分别提高148%、90%、48%和39%,较不施肥处理分别提高113%、78%、35%和29%.粉垄免耕模式下,与单施化肥处理相比,绿肥配施化肥处理的CO2累积排放量降低16.9%,蚕沙有机肥配施化肥处理降低15.1%;CH4排放通量出现2个峰值,常规免耕和粉垄免耕模式下,绿肥配施化肥处理的CH4排放通量峰值分别是单施化肥处理的7.69和7.61倍.绿肥和蚕沙有机肥配施化肥降低了稻田土壤CO2累积排放量,增加了CH4累积排放量.[结论]粉垄免耕稻田施用绿肥、蚕沙有机肥利于土壤有机碳积累,减少CO2温室气体排放,可作为一种稻田土壤固碳减排可持续生产应用技术.     

农业废弃物还田对黑土温室气体排放及全球增温潜势的影响

【目的】研究牛粪、鸡粪、玉米秸秆与化肥配施还田,对黑土温室气体排放及全球增温潜势的影响。【方法】采用静态箱法,试验共设5个处理,分别为:空白对照,单施化肥,牛粪还田配施50%化肥氮(化肥中氮的质量分数为肥料中总氮量的50%),鸡粪还田配施50%化肥氮,秸秆还田配施90%化肥氮。除对照外各处理总施氮量为240kg·hm~(-2)。【结果】各处理中秸秆还田处理的CO_2平均排放通量及总排放量最高,分别达388.96 mg·m~(-2)·h-1和14 718.97 kg·hm~(-2),且追施氮肥明显增加CO_2的排放;单施化肥处理CH_4平均吸收通量及总吸收量最高,分别达0.042 mg·m~(-2)·h-1和1.36 kg·hm~(-2);单施化肥处理N_2O平均排放通量及总排放量最高,分别达0.153 mg·m~(-2)·h-1和5.75 kg·hm~(-2)。秸秆还田处理的全球增温潜势显著高于其他处理,牛粪还田处理较单施化肥处理全球增温潜势降低,但差异不显著。【结论】秸秆覆盖会增加黑土中的CO_2的排放,旱田土壤是大气中CH_4的重要吸收汇,有机无机肥配施对比单施化肥能减少土壤中N_2O的排放,各农业废弃物还田处理对大气变暖贡献程度不同。     

施肥方式和种植年限对春季冻融期稻田土壤温室气体排放的影响

为明确施肥类型和种植年限对冻融期稻田土壤温室气体排放的影响,采用静态暗箱-气相色谱法测定了春季解冻期延边地区不同种植年限和施肥条件下稻田土壤CO₂、CH₄和N₂O的释放通量。结果表明:春季解冻期不同种植年限和施肥类型稻田土壤的CO₂释放量均表现出随解冻进程而逐渐增强特征。单施有机肥稻田CO₂的排放量分别比单施化肥和化肥与有机肥配施提高17.87%和35.39%,排放潜力大。在单施化肥情况下,种植60年的稻田比80年和120年稻田具有更强的CO₂排放潜力。春季解冻期间CO₂排放通量与土壤温度呈显著正相关,而与土壤湿度呈显著对数关系。稻田单施化肥显著促进了稻田土壤CH₄的净排放,且种植60年的稻田比80年和120年稻田具有更强的CH₄释放能力。施用有机肥能显著提高稻田土壤N₂O的排放量,且单施化肥条件下,种植80年稻田解冻期N₂O总排放量分别比60年和...     

化肥减量配施有机肥对早稻田温室气体排放的影响

为明确化肥减量配施有机肥对早稻田温室气体排放的影响,在长期定位施肥试验区采用密闭静态箱法采集温室气体,监测了常规施用化肥以及化肥减量配施鲜猪粪、沼液沼渣、猪粪堆肥、紫云英绿肥等不同施肥处理的早季稻田主要温室气体排放动态,探讨了不同施肥措施对稻田温室气体累积排放量、全球增温潜势(GWP)及排放强度(GHGI)的影响。结果表明:不同施肥措施下早稻田温室气体的排放存在明显的差异;与常规施肥相比,各化肥减量配施有机肥处理均促进了早稻田CH_4和CO_2的排放,而化肥减量配施鲜猪粪、猪粪堆肥处理的N_2O排放量分别降低了7.09%、4.89%。在早稻生长季,化肥减量配施有机肥虽引起了稻田GWP值的增加,增幅在5.00%~59.58%之间,但也使稻谷产量增加了6.15%~12.10%,选择适宜的有机肥还可降低稻田的GHGI值;其中化肥减量配施猪粪堆肥是本试验中促进早稻增产和实现温室气体减排的最佳施肥措施。     

洞庭湖地区长期施肥条件下双季稻田生态系统净碳汇效应及收益评估

以农业部望城红壤水稻土生态环境重点野外观测试验站的长期定位肥力效应试验稻田为研究对象,利用历年作物产量、凋落物固碳和农田CO_2排放等观测资料及生态系统的物质和管理投入等调查资料,估算了年碳汇平衡和经济收益,以及不同施肥处理的固炭速率、潜力及表土碳密度.结果表明,不同施肥处理下年碳汇量介于0.82～4.70tC·hm~(-2)·a~(-1),增施有机肥(猪粪、稻草)的处理NPK+RS、NK+PM和NP+RS的碳汇量分别是相应的仅施化肥处理NPK、NK和NP的1.1、1.7和1.4倍.不同处理生态系统物质投入的碳成本介于0.03～0.65 t C·hm~(-2)·a~(-1),人工管理的碳成本介于1.42～1.48 t C·hm~(-2)·a~(-1),年经济收益介于1.17×10~3～8.71×10~3CNY·hm~(-2)·a~(-1),有机肥配施的经济效益是单施化肥的1.1～1.6倍.不同施肥处理固碳速率介于25.83～51.98 kg·hm~(-2)·a~(-1),不同施肥处理表土碳密度介于29.21～43.24 t·hm~(-2).增施有机肥能够提高土壤固碳速率和表土碳密度.与单施化肥相比,有机无机配施处理的生态系统生产力较高,也表现出较高的碳汇效应和经济收益,是促进土壤固碳减排的一项重要措施.     

施肥类型和种植年限对淹水稻田土壤可溶性有机碳的影响

采用淹水连续培养法研究了延边地区2种种植年限(80年和120年)3种施肥方式(单施化肥、化肥配施有机肥、单施有机肥)的稻田土壤可溶性有机碳(DOC)的时空分布格局.结果表明:长期淹水培养条件下稻田土壤DOC存在明显的时空变异性;单施化肥或化肥配施有机肥有利于长期淹水稻田表层土壤DOC的释放;单施有机肥促进了深层土壤DOC的积累,使耕层形成明显的土壤DOC垂直空间异质性,而化肥施用则削弱了土壤DOC垂直分布的异质性;连作80年稻田淹水培养期土壤DOC含量高于连作120年土壤,且连作80年稻田培养期DOC含量波动时间(28 d)短于120年土壤(49 d).     

施肥类型和种植年限对淹水稻田土壤可溶性有机碳的影响（英文）

采用淹水连续培养法研究了延边地区2种种植年限(80年和120年)3种施肥方式(单施化肥、化肥配施有机肥、单施有机肥)的稻田土壤可溶性有机碳(DOC)的时空分布格局。结果表明:长期淹水培养条件下稻田土壤DOC存在明显的时空变异性;单施化肥或化肥配施有机肥有利于长期淹水稻田表层土壤DOC的释放;单施有机肥促进了深层土壤DOC的积累,使耕层形成明显的土壤DOC垂直空间异质性,而化肥施用则削弱了土壤DOC垂直分布的异质性;连作80年稻田淹水培养期土壤DOC含量高于连作120年土壤,且连作80年稻田培养期DOC含量波动时间(28 d)短于120年土壤(49 d)。     

施肥类型和种植年限对淹水稻田土壤可溶性有机碳的影响

采用淹水连续培养法研究了延边地区2种种植年限(80年和120年)3种施肥方式(单施化肥、化肥配施有机肥、单施有机肥)的稻田土壤可溶性有机碳(DOC)的时空分布格局.结果表明:长期淹水培养条件下稻田土壤DOC存在明显的时空变异性;单施化肥或化肥配施有机肥有利于长期淹水稻田表层土壤DOC的释放;单施有机肥促进了深层土壤DOC的积累,使耕层形成明显的土壤DOC垂直空间异质性,而化肥施用则削弱了土壤DOC垂直分布的异质性;连作80年稻田淹水培养期土壤DOC含量高于连作120年土壤,且连作80年稻田培养期DOC含量波动时间(28 d)短于120年土壤(49 d).