稻鸭、稻鱼共作生态系统CH4和N2O温室效应及经济效益评估

 【目的】稻鸭、稻鱼共作生态系统是中国南方稻作区两种主要复合种养模式。研究稻鸭、稻鱼共作生态系统中CH4和N2O排放产生的温室效应并对其经济价值进行评价,旨在为进一步开发利用稻田综合利用模式提供理论基础和实践依据。【方法】采用静态箱技术,研究稻鸭、稻鱼共作生态系统CH4和N2O排放规律,并运用增温潜势对稻鸭、稻鱼共作生态系统CH4和N2O排放的温室效应及经济效益进行估算。【结果】在水稻生长期间,稻鸭、稻鱼共作系统中CH4排放峰值均出现在分蘖盛期和抽穗期,其平均排放通量均显著（P＜0.05）低于常规淹水稻田;N2O 的排放通量在稻田淹水期间保持较低值,而在稻田落干后迅速升高。养鸭显著（P＜0.05）提高了稻田N2O的排放,养鱼降低了稻田N2O的排放。2006和2007年稻鸭、稻鱼处理CH4和N2O排放产生总温室效应分别为4 728.3、4 611.0 kg CO2?hm-2和4 545.0、4 754.3 kg CO2?hm-2,其温室效应成本分别为970.89、946.81 yuan/hm2和933.25和976.23 yuan/hm2,明显低于CK的5 997.6和5 391.5 yuan/hm2。除去CH4和N2O排放产生温室效应的环境成本,采用稻鸭、稻鱼生态种养技术的经济效益分别比常规稻田增加2 210.64、4 881.92 yuan/hm2和3 798.37、5 310.64 yuan/hm2。【结论】稻鸭、稻鱼共作能有效的抑制稻田温室气体排放并显著降低其温室效应。因此,稻鸭、稻鱼共作是减少温室气体排放的有效措施之一,具有较好的推广价值。     

滇池流域集约化西芹地的N2O排放

集约化菜田的土壤养分和水热条件适合土壤的硝化反硝化作用,而我国集约化菜田N2O排放的研究少见报道.本文采用密闭式箱法,在滇池流域旱季(95 d)和雨季(99 d)开展了2个生长周期内两芹地N2O排放的监测研究,结果表明,在集约化菜田土壤氮素养分含量较高的情况下,(1)N2O排放的日变化规律受温度的影响较为明显,中午时段N2O排放速率最高,凌晨时段最低;(2)N2O排放的季节性变化规律是在种植后不久,出现1个小的N2O排放高峰外,随后CK处理(裸地)的N2O排放速率维持在一定的水平,而种植作物的不施肥(NF)、推荐施肥(LF)和习惯施肥(HF)处理受西芹的生长及频繁氮肥追施的影响,中后期N,2O排放速率有所升高;(3)在中后期,不施用氮肥的NF处理较CK的N,2O排放速率高;旱季与雨季,CK处理N,2O排放量分别为2.79和2.66kgN2O-N·hm-2;NF处理分别为3.07和3.67 kgN2O-N·hm-2远高于粮田1.0 kgN2O-N·hm-2·a-1的N2O背景排放量;(4)LF处理旱季与雨季为5.25和6.66 kgN2O-N·hm-2其损失率分别为1.17%和1.48%;HF处理旱季和雨季N,2O排放量分别为9.35和12.12 kgN2O-N,其损失率分别为0.78%和1.01%,说明氮肥施用量较高时,土壤-作物系统的N,2O-N损失量也较高,但是N2O-N损失率并不随施氮量的升高而升高.     

不同氮磷肥施用对春玉米农田N2O排放的影响

农田过量施肥会增加N2O排放,使农田土壤成为重要的温室气体排放源。为减少农田N2O排放,利用自动观测系统研究了春玉米农田中不同肥料对N2O排放的影响,并结合作物产量及N2O的排放量探索减少温室气体排放的施肥措施。采用田间试验方法设定了不施肥(CK)、尿素(U)、尿素加磷肥(NP)和硝酸磷肥(NOP)4个处理进行研究。结果表明,各处理下N2O排放总量分别为:CK0.21kgN·hm-2、U1.19kgN·hm-2、NP0.93kgN·hm-2、NOP0.69kgN·hm-2;N2O排放主要受施肥、灌溉,降雨和土壤温度的影响;在作物生长后期土壤含氮量小于7mgN·kg-1的情况下,观测到土壤吸收N2O的情况;各处理下排放因子均小于政府间气候变化委员会(IPCC)的缺省值1%,表明IPCC推荐的排放因子不适用于估算中国北方的春玉米农田N2O排放。施加磷肥有助于减少农田N2O排放并提高产量,硝态磷肥较尿素可以显著减少N2O排放。综合考虑产量和N2O排放,相对于施用尿素和尿素加磷肥处理,硝酸磷肥处理不仅可节约15%和30%的肥料投入,而且分别减少42%和26%的N2O排放,具有减排不减产的良好效果。     

福建菜后稻氮磷钾施肥指标研究

为建立福建菜后稻氮磷钾施肥指标,在福建省蔬菜主产区进行63个菜后稻氮磷钾肥效田间试验。结果表明,菜后稻的空白区产量与平衡施肥产量之间满足线性关系,菜田对稻谷产量的平均贡献率为79.1%,施用氮磷钾平均增产16.5%、6.7%和9.0%。"极高"土壤肥力等级的碱解氮、Olsen-P和速效钾含量分别为>230mg.kg-1、>54 mg.kg-1和>140 mg.kg-1,"中低"土壤肥力等级则分别为<200 mg.kg-1、<19mg.kg-1和<74mg.kg-1,"高"土壤肥力等级的相应指标范围则介于二者之间。"极高"土壤肥力等级的超高产水稻经济施肥量为N 150kg.hm-2、P2O545kg.hm-2和K2O 92kg.hm-2,"高"土壤肥力等级的普通水稻品种经济施肥量为N 62kg.hm-2、P2O520kg.hm-2和K2O 57kg.hm-2,"中低"土壤肥力等级则为N120kg.hm-2、P2O537kg.hm-2和K2O 40kg.hm-2。土测值与菜后稻的推荐施肥量之间满足指数模型,建立了不同土壤肥力等级的土测值与推荐施肥量的回归方程式,达到了因土施肥的目的。     

高效硅肥在水稻上的应用效果研究

为了探索水稻专用肥配方,以水稻为供试作物,在建三江研究所试验地进行黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所研制的高效硅肥应用效果试验。结果表明:施用硅肥不仅促进了水稻植株的提前成熟,增加了抗倒伏能力,而且提高了叶绿素含量。更有利于光合产物的积累和籽粒的充实,降低了空秕率,从而提高了水稻的产量。其中硅肥Ⅰ(基肥施用高效硅肥225kg·hm-2,追返青肥30kgN·hm-2,追穗肥30kgN·hm-2+30kg K2O·hm-2)和硅肥Ⅱ(基肥施用高效硅肥375kg·hm-2,追返青肥16kgN·hm-2,追穗肥24kgN·hm-2+24kg K2O·hm-2)两个处理比常规施肥分别增产14.5%和10.1%。     

中国北方设施菜田垄-畦土壤N2O和NO年排放特征比较

为弄清设施菜田垄上和畦上土壤的N2O和NO排放特征,准确估算我国设施菜田痕量气体年排放量,依靠一个田间原位试验,用静态暗箱-气相色谱法和氮氧化物分析仪分别监测了一年设施菜田垄上及畦上土壤的N2O和NO排放通量。研究结果表明畦上和垄上N2O和NO年排放量差异显著。畦上和垄上N2O累积年排放分别为11.60、4.23 kg N·hm-2,NO的累积年排放分别为1.27、0.43 kg N·hm-2;考虑到畦垄面积比为3∶1,修正后设施菜田N2O和NO累积年排放分别为9.65、1.06 kg N·hm-2。因此在气体取样时,取样点在畦上,会分别高估N2O和NO年排放量1.95 kg N·hm-2和0.21 kg N·hm-2。垄上CO2的排放量远低于畦上,间接说明垄上土壤缺乏碳源可能是氮素反硝化的限制因子,施用有机肥时应适当远离垄,以免增大氮素损失。此外,垄是重要无机氮汇,估算氮素平衡和硝酸盐淋洗时,应该给予足够重视。     

施用控释肥对设施番茄NO-3-N淋洗、N2O排放及产量与品质的影响

以京郊番茄为对象,研究了聚合物包膜控释肥不同用量与有机肥配合施用对设施生产体系产量和品质、硝态氮淋洗和N2O排放的影响。试验设对照(CK)、有机肥(N 134kg·hm-2,OM)、控释肥低量(控释N300kg·hm-2+有机肥N134kg·hm-2,N1)、控释肥中量(控释N 450 kg·hm-2+有机肥N 134kg·hm-2,N2)、控释肥高量(控释N600kg·hm-2+有机肥N134kg·hm-2,N3)、习惯施肥(速效N600 kg·hm-2+有机肥N 134 kg·hm-2,N4)共6个处理,用土壤溶液提取器测定淋洗液硝态氮浓度,静态箱法测定N2O排放。结果表明,与习惯处理(N4)相比,3个控释肥处理(N1、N2、N3)氮素淋洗损失明显减少,60 cm和100 cm土层的提取液硝态氮平均浓度降幅分别为15.4%~24.0%和17.8%~30.0%,拉秧后0~100cm土壤剖面硝态氮残留降低21.0%~59.8%。各处理N2O平均排放通量为60~144μg N·m-2·h-1,实际排放量为2.47~5.33kg·hm-2,施肥造成的N2O排放损失率为0.08%~0.39%;与习惯处理相比,控释肥处理平均减排38.1%~47.0%。番茄产量介于113~132 t·hm-2,N2处理产量最高,但处理间未见显著差异;N4处理的番茄硝酸盐含量最高,与对照差异显著。与习惯处理的多次施肥相比,控释肥与有机肥混配一次性基施显著降低了硝态氮淋洗量和N2O排放损失,控释肥高氮水平下氮素损失风险有增加趋势。试验结果显示施用中低量控释肥为协调番茄高产、高效与环保的较好选择。     

稻鸭共生对肥药的减量增效作用

进行稻鸭共生种养结合与常规种稻对比试验。结果表明,稻鸭共生种养模式水稻病虫草防治减少用药2次,减少用药量8682 g·hm-2（折纯）,减少化肥用量345 kg·hm-2,稻鸭共生田节本增效5 83695元·hm-2,实现了经济生态共赢,保障了稻米质量安全。     

互助县高位水地油菜最佳施肥量的研究

在互助县高位水地春油菜采用3414平衡施肥试验设计,分析N、P、K营养元素之间的肥料效应,得出肥料效应方程和最佳施肥量.推荐该地区油菜施肥量分别为N:114kg·hm-2,P2O5:60.6kg·hm-2,K2O:18kg·hm-2.此时的最高产量为4185kg·hm-2.     

氮肥对西双版纳地区稻田N2O排放通量的影响

采用静态暗箱-气相色谱法对云南西双版纳地区单季稻田N2O排放及氮肥、水热因子等对N2O排放的影响进行田间原位观测研究.试验设3个氮肥水平处理:NO(0 kgN·hm-2)、N150(150 kgN·hm-2)和N300(300 kgN·hm-2).结果表明,氮肥的施入显著促进了稻田N,2O的排放,其平均排放通量分别为74.63 μg·m-2·h-1(NO)、156.10 μg·m-1·h-1(N150)和131.79 μg·m-2·h-1(N300).N150和N300处理N2O排放损失的氮量分别占施入肥料N的1.28%和0.45%.N 300处理N2O排放通量同5 cm土壤温度和地表温度存在显著相关关系(P<0.05),但N2O排放通量与稻田水深无显著的相关关系(P<0.05).在长时间尺度内N2O的GWP将逐步超过CH4;而且随着施用氮肥量的提高,N,2O的GWP逐步增加;未来氮肥的施用量会逐步提高,N2O对环境的影响会加剧,其对环境的影响不容忽视.