秸秆全量还田下晚稻季翻耕对双季稻田温室气体排放和产量的影响

翻耕有利于秸秆还田,为了探究秸秆全量还田下不同耕作措施对双季稻产量和温室气化排放的影响,在晚稻季设置浅旋耕和翻耕2个处理,采用静态暗箱–气相色谱法连续监测当季晚稻和第2年早稻季稻田温室气体排放,以阐明秸秆全量还田下晚稻季翻耕对稻田甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）排放及产量的影响。与浅旋耕处理相比,晚稻季翻耕显著降低了当季晚稻CH₄累积排放量（19.04%）、综合温室效应（19.19%）和温室气体排放强度（22.02%）,而对N₂O累积排放量无显著影响。晚稻季翻耕对第2年早稻季稻田温室气体排放无显著影响。可见,翻耕的减排效应只体现在当季。此外,浅旋耕和翻耕处理对当季晚稻和第2年早稻产量及其构成均无显著影响。短期来看,秸秆全量还田下晚稻季翻耕有利于协同实现双季稻稳产和稻田温室气体减排。     

秸秆还田对双季稻产量和土壤钾素平衡的影响

探究秸秆还田对水稻产量和土壤钾素平衡的效应,为安徽双季稻区秸秆还田和钾素合理利用提供科学依据。本试验于2013—2015年在安徽省桐城市进行,试验共设置5个处理,分别为:不施肥(CK)、不施肥+秸秆还田(CK+S)、氮磷钾(NPK)、氮磷钾+秸秆还田(NPK+S)、氮磷+80%钾+秸秆还田(NP+80%K+S)。结果显示:无论是在施肥和不施肥条件下,秸秆还田对水稻产量都没有显著负效应,而且秸秆还田替代20%化学钾肥不会减少水稻产量;CK+S、NPK和NPK+S处理的钾素表观平衡系数分别为0.90、0.48、1.40,说明单施化肥不能减缓作物对土壤钾素的消耗,秸秆还田可以显著提高土壤速效钾含量,有利于土壤钾素的收支平衡,对维持当地土壤钾素水平具有重要意义。     

周年秸秆还田量对南方双季稻生长及产量的影响

为探究适合南方双季稻高产稳产的秸秆还田量,连续2年(2016—2017)通过大田试验研究不同秸秆还田量对早稻和晚稻分蘖、株高、干物质积累量及产量构成的影响。试验设置5个不同比例秸秆还田量:CK:秸秆不还田;S1:25%早、晚稻秸秆量还田;S2:50%早、晚稻秸秆量还田;S3:75%早、晚稻秸秆量还田;S4:100%早、晚稻秸秆量还田。结果表明:全量秸秆还田抑制早稻分蘖而显著促进晚稻分蘖,25%、50%及75%量还田对早、晚稻生长前期的分蘖促进效果不显著,在中后期促进作用显现;75%量还田及全量还田较CK显著促进晚稻株高增长,平均提高了8.15 cm;不同秸秆还田量较不还田处理均提高了早、晚稻成熟期的干物质累积量,且半量还田在早稻季差异达显著性水平(P<0.05),较CK提高了8.0%,50%、75%及100%量还田在晚稻季差异达显著性水平,平均提高了13.3%,但不同还田量之间差异不显著(P>0.05);早、晚稻产量在不同秸秆还田量下均高于秸秆不还田,半量还田促进早稻产量方面的效果最显著,与不还田处理相比差异达显著水平(P<0.05),增产6.92%;50%、75%及...     

生物炭对稻田温室气体CH4和N2O排放的影响综述

稻田是大气CH4和N2O的重要排放源,减少稻田CH4和N2O排放对缓解全球气候变暖具有重要意义。生物炭具有含碳量高、难分解、比表面积大、疏松多孔等特性。利用生物炭可改善稻田土壤理化性质及微生物学性质,减少温室气体的排放,提高水稻产量。在现有相关研究的基础上,结合国内外研究进展,回顾了国内外生物炭的研究历史及特性,全面评述了生物炭影响稻田温室气体排放的作用机理,以及对稻田温室气体CH4和N2O排放、综合温室效应(GWP)、温室气体排放强度(GHGI)、净生态系统经济预算(NEEB)的影响等国内外研究进展,提出了未来生物炭在稻田温室气体排放方面的研究方向。     

化肥减施有机肥施用及秸秆还田下双季稻产量变化及光合特征研究

为探索有机肥施用协同晚稻秸秆还田下双季稻产量变化及光合特征。设置田间小区试验,研究早晚稻均减施20%,30%及40%化肥氮、早稻减施40%化肥钾对双季稻产量、幼穗分化期倒三叶叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO₂浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、叶绿素含量(SPAD)及土壤理化性质的影响。结果表明,早晚稻减施化肥氮、早稻减施化肥钾均可提升幼穗分化期叶片光合性能,改善土壤理化性质,促进双季稻增产。以早晚稻减施30%化肥氮、早稻减施40%钾(T4)的效果最佳,与常规施肥处理相比,双季稻周年稻谷产量提高6.0%;其早稻稻谷产量提高7.5%,倒三叶叶片Pn、Gs、Tr及SPAD降低6.8%,22.4%,14.6%,11.0%,Ci提高17.6%;晚稻稻谷产量提高4.4%,倒三叶叶片Pn、Gs、Tr及SPAD提高18.5%,31.9%,8.6%,22.4%,Ci降低5.8%,双季稻收获期土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量与有机质含量均有提高。研究结果对指导双季稻田有机肥协同晚稻秸秆还田下化肥氮、钾减施有重要的指导意义。     

UV-B辐射增强对陆地生态系统温室气体排放影响的研究进展

地表太阳紫外线-B(UV-B,波长：280～320 nm)辐射增强和气候变化均是当今重要的全球性环境问题。平流层臭氧层损耗以及大气CO₂、CH₄和N₂O等温室气体排放的增加,是驱动这两大全球性问题的主要因素。UV-B辐射增强会通过一系列的生物地球化学进程影响陆地生态系统碳氮平衡,改变CO₂、CH₄、N₂O等温室气体的排放,进一步对气候变化产生作用。笔者对UV-B辐射增强对陆地生态系统CO₂排放的影响途径(凋落物和土壤)和影响机制(有机物中难降解分子转化为可溶性有机碳、有机物非生物光化学降解以及光引发产生的微生物降解)进行了总结,阐述了UV-B辐射增强对CH₄和N₂O排放的影响途径(植株组织化学结构变化和根系分泌物组分变化),及其在不同生态系统中与环境要素相互作用下的排放规律。此外,气候变化背景下,一定范围内的温度升高和降水量减少可促进UV-B辐射增强产生的有机物光降解作用,进而促进温室气体的...     

新一代温室气体排放情景下安徽省未来气候变化预估分析

基于联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的新一代排放情景,和中国气象局发布的"中国地区气候变化预估数据集V3.0",针对安徽省,笔者选择1971—2000年作为基准期,采用区域气候模式模拟的方法,对比分析安徽省未来气候变化特征,重点评估近期内即未来20年气候变化趋势。模拟结果显示,未来20年不同情景下安徽省平均气温均为上升,全省平均增温幅度约0.9~1.1℃;而降水量变化具有不同特征,较低排放情景下降水量以上升为主,高排放情景则以下降为主。到2050s全省平均气温相比于基准期将升高1.6~1.7℃,升温幅度呈现北高南低的特征;全省降水量相比于基准期将下降50~90 mm,各地降水量均呈下降趋势。另外,通过对降水和气温的模拟,预估未来该地区旱涝演替更加频繁,高温热浪等事件也将进一步频发。     

耕作与秸秆还田方式对稻田N2O排放、水稻氮吸收及产量的影响

保护性耕作是改善农田土壤肥力的重要举措,然而其对作物氮吸收与产量的作用尚不明确。为此,本试验于2016—2017年稻季在湖北省武穴市花桥镇,设置常规翻耕与免耕两种耕作方式以及前茬作物秸秆全量还田与不还田两种秸秆还田方法,研究耕作与秸秆还田方式对稻田土壤N2O排放、根系酶活性、水稻氮吸收与产量的影响。结果表明,耕作方式显著影响土壤N2O排放,但不影响根系硝酸还原酶与谷氨酰胺合成酶活性、水稻氮吸收与产量。与翻耕处理相比,免耕处理2016年和2017年土壤N2O排放量分别显著提高了12.5%~18.2%和21.1%~38.6%。秸秆还田显著影响土壤N2O排放量、根系酶活性、水稻氮吸收与产量。相对于秸秆不还田处理,秸秆还田处理2016年和2017年土壤N2O排放量分别显著提高了38.5%~45.5%和13.1%~29.5%。秸秆还田处理相对于不还田处理根系硝酸还原酶与谷氨酰胺合成酶活性分别显著增加了6.7%~45.9%和9.0%~46.7%,水稻氮吸收量提高了12.5%~26.0%,产量增加了9.4%~12.6%。本文认为,虽然秸秆还田提高了水稻氮吸收与产量,但也促进了土壤N2O的排放,因此在评估保护性耕作稻田温室效应时应加强对温室气体(CH4和N2O)排放和土壤碳固定影响的长期监测,以期为发展低碳稻作提供理论依据和技术支撑。     

紫云英协同秸秆还田下氮钾减施对双季稻产量及光合特性的影响

为探究化肥氮钾减施配合紫云英秸秆还田对双季稻产量与光合特性的影响。通过田间小区试验,以常规化肥处理(100%化肥)为对照,研究紫云英协同晚稻秸秆还田下早稻减施20%,30%,40%化肥氮和同时减施40%化肥钾对双季稻产量、幼穗分化期倒三叶叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO₂浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、叶绿素含量(SPAD)及早晚稻收获期土壤理化性质的影响。结果表明:不同氮肥减施比例下紫云英协同晚稻秸秆还田均能增强水稻光合作用,提高土壤肥力,增加水稻年产量,且以减施30%化肥氮、40%化肥钾处理(T4)效果较好。与常规施肥处理相比,T4的水稻年产量增加4.5%,早稻稻谷增产6.8%,倒三叶叶片Pn、Gs、Tr和SPAD值分别降低7.8%,23.9%,21.0%,9.5%,Ci提高19.5%;其晚稻稻谷增产2.0%,倒三叶叶片Pn、Gs、Tr和SPAD值分别提高27.0%,55.3%,14.8%,13.4%,Ci降低1.6%;早晚稻收获期土壤碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量均有提高。研究结果,对指导双季稻田紫云英协同晚稻秸秆还田下化肥氮钾减施、水...     

立式深旋耕作对马铃薯农田土壤温室气体排放的影响

为明确立式深旋耕作（VRT）技术对马铃薯全生育期农田温室气体（CO₂和N₂O）排放的影响,采用静态暗箱-气相色谱法,设置立式深旋松覆膜种植马铃薯（VRT-P）、旋耕覆膜种植马铃薯（TT-P）、立式深旋松露地无作物（VRT-FL）和旋耕露地无作物（TT-FL）4个处理,测定土壤含水量、温度和温室气体排放通量等,研究VRT对温室气体排放的影响及其机制。结果表明,VRT能显著提高0~30cm土层的土壤含水量,在现蕾期、始花期、盛花期和淀粉累积期,VRT-P处理较TT-P处理分别增加了9.8%、8.4%、14.6%和18.9%,VRT-FL处理较TT-FL处理分别增加了12.3%、9.1%、10.7%和26.8%;0~25cm土层土壤温度在现蕾期显著增加。农田土壤温室气体N₂O和CO₂排放通量呈现夏秋高而冬春低的季节性分布规律,在马铃薯生育期内VRT-P处理的N₂O和CO₂排放通量较TT-P处理分别提高39.9%和26.1%,在休闲季节分别提高11.2%和35.9%;VRT-FL处理的N₂O和CO₂排放通量较TT-P处理分别增加62.8%和4.4%,在休闲季节分别增加了41.5%和4.8%。种植作物对温室气体排放有显著影响,VRT-P处理的N₂O和CO₂排放通量较VRT-FL处理分别提高了78.2%和41.9%,TT-P处理的N₂O和CO₂排放通量较TT-FL处理分别提高了107.3%和24.1%,均达到显著差异。VRT提高了土壤温度和湿度,可显著提高土壤温室气体（N₂O和CO₂）排放通量。     

大垄深耕整秆还田对郑单958生育性状及产量的影响

以耐密玉米郑单958为试材,设24、18、12、6、0t/hm2(CK)的5种用量整秆深还,探讨了对耐密玉米的叶面积、叶绿素含量、单株干物重和产量影响。结果表明:12t/hm2处理的玉米叶面积、叶绿素含量、干物质积累高于对照和其他处理,产量最高达12 756kg/hm2。     

土壤酸化对双季早、晚稻产量的影响

土壤pH是影响水稻生长的重要因素,目前还不清楚土壤酸化对双季水稻产量的影响。本研究利用硫酸调节土壤pH结合移栽后浇灌不同pH的水使土壤酸化。结果表明,随着土壤pH的下降,双季早、晚稻生育期延长,物质生产量下降,产量降低,当浇灌水pH下降至4.5以下,土壤pH下降至5.0以下时,双季早、晚稻产量下降明显,其中早稻平均下降7.82%,晚稻平均下降8.06%;当浇灌水pH下降至3.5以下,土壤pH下降至4.5以下时,双季早、晚稻产量下降幅度更大。土壤酸化主要抑制双季早、晚稻前期分蘖的发生,导致每穗粒数降低,结实率和千粒重也表现出下降的趋势。     

秸秆还田对中国农田土壤温室气体排放的影响

为了更好地了解和掌握秸秆还田对中国农田土壤温室气体排放的影响,笔者根据历年国内相关文献,就秸秆还田对中国农田土壤CO2、N2O和CH4等主要温室气体排放的影响进行较全面的综述。研究表明：秸秆还田能增加农田土壤CO2和CH4的排放通量,对N2O排放通量的影响表现为不确定性,分析了秸秆还田对农田土壤温室气体排放的影响因素,探讨了该领域存在的问题及未来的研究方向。秸秆还田对中国农田土壤温室气体排放有一定影响,对各温室气体影响程度和影响机理不同。     

三熟制油菜秸秆还田条件下施氮量对早稻产量形成和氮肥利用率的影响

为明确油-稻-稻三熟制油菜秸秆还田条件下早稻的适宜施氮量,2017-2018年以超级常规早稻中嘉早17为材料,设置0、75、120、165、210kg/hm ²等5个施氮量,探究油菜秸秆还田条件下施氮量对早稻产量形成及氮素吸收利用的影响。结果表明：在油菜秸秆还田条件下,适宜施氮量有利于早稻分蘖成穗,灌浆期维持较高的叶面积指数、光合势和干物质积累量,同步增加单位面积有效穗数和保持较多的每穗粒数,从而扩大总库容量。在施氮量为165kg/hm ²时早稻即可达到较高产量,同时维持较高的氮肥吸收利用率。采用线性加平台模型拟合得出最佳施氮量,2017和2018两年分别为155.91、160.37kg/hm ²,产量潜力分别达8 241.17和8 387.32kg/hm ²。     

施氮量对双季稻产量及其群体光合特性的影响

以早稻株两优4024、金优402和晚稻H优159、金优207为试材分析了不同施氮水平对双季稻(早稻、晚稻)产量及群体特性的影响。施氮水平设置为120,150,180,225 kg/hm2(分别记作N1、N2、N3、N4),考察各处理的产量及其形成和分蘖动态、剑叶SPAD值、剑叶光合速率以及干物质积累等变化指标。结果表明:早稻株两优4024、金优402和晚稻H优159、金优207各处理产量均呈N1、N4、N2、N3依次增加的变化趋势;4个供试组合在分蘖盛期的总生物量呈N1、N2、N3、N4依次增大的变化趋势,在齐穗后13 d、成熟期4个组合的总生物量均呈N1、N4、N2、N3依次增大的变化趋势;相关分析发现,齐穗后13 d、成熟期的叶干质量、茎鞘干质量、穗干质量、根系干质量、地上部干质量、生物总量和剑叶光合速率与产量之间均呈显著或极显著正相关。试验结果说明,在120~180 kg/hm2,增加施氮量有利于双季稻取得高产;增加施氮量可促进分蘖盛期干物质的积累,但过量施氮会影响生长后期干物质的积累;齐穗后较大的生物总量和较高的剑叶光合速率有利于双季稻取得高产。     

基于季节性降雨的双季稻生育后期干湿交替灌溉对稻谷产量及品质的影响

为明确依靠季节性降雨实现干湿交替灌溉对双季稻生育后期的影响,研究了双季稻齐穗后0、7、14和21d（对照）停止灌溉对叶绿素含量、干物质转化、产量及品质的影响。结果显示,早稻灌浆期降雨多且雨量大,齐穗后早停止灌溉延长干湿交替灌溉时间,可显著提高叶片、茎鞘干物质转化、穗粒数和结实率,叶绿素含量降低,无效分蘖成穗减少;与对照相比,齐穗后0d停止灌溉,实收产量提高16.0%,整精米率提高8.2%。晚稻灌浆期间降雨相对偏少,适期延迟停止灌溉,可提高叶片、茎鞘干物质转化、穗粒数、结实率、千粒重及整精米率;与对照相比,齐穗后7d停止灌溉,实收产量提高11.0%,整精米率提高6.1%;垩白度、垩白粒率及透明度随停止灌溉时间提前和干湿交替灌溉时间延长而增加,胶稠度以早稻齐穗后7d和14d、晚稻齐穗后14d停止灌溉最高,所有处理对双季稻米整体品质指标等级无影响。     

秸秆全量还田与氮肥运筹对机插优质食味水稻产量及品质的影响

以江苏优质食味水稻代表性品种南粳5055和南粳46为材料,在总施纯氮量为300 kg hm–2条件下,设置9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6共6种基蘖肥与穗肥比例运筹,探讨秸秆全量还田与不同氮肥运筹比例对机插优质食味水稻产量及稻米品质的影响。结果表明,与秸秆不还田相比,秸秆全量还田具有显著的增产效应,南粳5055、南粳46平均增产5.04%、4.64%;随基蘖氮肥占总施氮量比例下降,秸秆全量还田机插粳稻产量呈先增后减趋势,基蘖氮肥与穗氮肥比例为7∶3时,水稻产量最高。秸秆全量还田显著增加了稻米的蛋白质含量,降低了垩白率和垩白度,对改善稻米的外观品质和营养品质有一定作用。秸秆全量还田还有利于蒸煮食味品质的改善,显著提高稻米的崩解值和食味值,显著降低稻米的消减值。提高穗肥占总施氮量的比例可以显著改善稻米的加工和营养品质,提高整精米率,但同时增加了稻米垩白,降低了稻米外观品质,且稻米蒸煮食味品质也有所下降。     

小麦秸秆还田和施钾对棉花产量与养分吸收的效应

在长江流域麦棉两熟制条件下,以Bt转基因抗虫棉为材料,设置不同秸秆还田量(4500 kg hm^–2和9000 kg hm^–2,即半量还田和全量还田)与施钾量(K₂O,150 kg hm^-2和300 kg hm^-2)田间定位试验,研究小麦秸秆还田对棉花产量和主要养分吸收累积的影响及其与化肥钾的差异。结果表明,在施用氮磷肥的基础上,与对照相比,秸秆全量还田处理显著提高了铃数、铃重和皮棉产量,还田第2年和第3年产量增长率分别达143.5%和93.7%;显著提高了各生育时期尤其是吐絮期生物量和氮磷钾养分吸收量,延缓了棉花衰老。秸秆还田对钾吸收的促进效应大于氮磷,还田第3年棉株钾累积总量较对照增加335.1%,每生产100 kg皮棉钾吸收比例增大112.1%。秸秆全量还田处理(K₂O,约折合150 kg hm^–2)促进养分吸收、防止早衰及增产效应均显著大于秸秆半量还田处理,但显著低于施钾量300 kg K₂O hm^–2处理,与施钾量150 kg K₂O hm^–2处理的增产效果相当,但养分吸收量较150 kg K₂O hm^–2处理下降。