覆膜滴灌对温室气体产生及排放的影响研究进展

CO₂、CH₄与N₂O作为全球气候变化贡献较大的温室气体日益受到重视,而覆膜滴灌作为一种节水的田间农艺措施也受到广泛关注。笔者就土壤温湿度对土壤温室气体产生及排放的影响、覆膜滴灌造成土壤温湿度的改变及其对土壤温室气体排放的作用进行了综述。目前的研究成果表明：（1）土壤温度、湿度都通过影响土壤微生物菌群数量和活性、调节气体传输速率,对土壤温室气体产生和排放起作用;（2）土壤CO₂排放速率与浅层地温正相关,CH₄与N₂O的产生都有一定的最适温度,而CH₄的氧化与温度的关系呈多样性;（3）土壤湿度对CH₄产生、氧化与N₂O产生的作用都大于土壤温度,CH₄氧化速率与土壤湿度呈负相关,而CO₂与N₂O的排放都有一个最佳的湿润范围;（4）覆膜良好的增温保湿效应、对气体传输的自然阻隔作用以及滴灌的局部湿润作用又会影响温室气体的产生和排放。最后总结提出了有待进一步展开和完善的几方面研究工作：如何确定和控制土壤湿润范围以减少温室气体排放,如何定量确定覆膜滴灌的综合效应,如何通过调控土壤CO₂的排放以调控作物的生长过程。     

添加绿肥对中国农田土壤N2O和CH4排放的影响

本研究旨在探明添加绿肥对中国农田土壤温室气体(N₂O和CH₄)排放的影响,为绿肥科学施用、温室气体减排和作物增产提供理论依据。采用数据整合分析(Meta-analysis)方法,通过“中国知网”、“谷歌学术”和“Web of Science”等中英文数据库以“绿肥”、“农田”和“温室气体”等关键词进行检索,收集到国内外关于添加绿肥对农田土壤温室气体排放影响研究的有效数据137组,定量分析添加绿肥对中国农田土壤温室气体排放的影响及其主要影响因素。结果表明：与不添加绿肥相比,添加绿肥显著的促进N₂O、CH₄的排放和GWP、GHGI的提高,提升幅度分别为16.1%、45.8%和25.7%、12.9%。施用豆科和非豆科绿肥均显著增加N₂O和CH₄排放和GWP,施用非豆科绿肥对GHGI没有显著影响,豆科绿肥相比于非豆科绿肥能显著增加土壤N₂O的排放和GWP、GHGI。不同绿肥施用措施均显著增加N₂O和CH₄     

秸秆全量还田下施用过氧化钙对南方双季稻产量和稻田温室气体排放的影响

为探明秸秆全量还田条件下施用过氧化钙（CaO₂）对南方双季水稻产量和稻田温室气体排放的影响,设置不施CaO₂（CK）和早稻旋耕前一次性施用CaO₂ 2个处理,采用静态暗箱–气相色谱法监测稻田温室气体排放,以明确秸秆全量还田下施用CaO₂对双季稻产量、稻田温室气体排放、综合温室效应（GWP）和温室气体排放强度（GHGI）的影响。结果表明,与CK相比,施用CaO₂显著增加了2018和2019年晚稻产量,增幅分别为3.44%和2.65%,但对早稻产量无显著影响。施用CaO₂显著降低了早稻季CH₄累积排放量、GWP和GHGI,降幅分别为14.73%、14.74%和15.09%,但是对N₂O累积排放量无显著影响。施用CaO₂对晚稻季CH₄和N₂O排放均无显著影响。与CK相比,施用CaO₂显著增加了2018和2019年的周年产量,增幅分别为1.93%和2.58%;但对CH₄和N₂O累积排放量、GWP及GHGI均无显著影响。因此,施用CaO₂有助于协同实现双季稻增产和稻田温室气体减排。     

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...     

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。     

γ-氨基丁酸的生理功能及富集的研究进展

γ-氨基丁酸是一种新型功能性因子,存在于谷物、水果、蔬菜和发酵食品中,是日常摄取的一种非蛋白质氨基酸,但由于天然可摄取量很少,单一从食物中摄取很难发挥其功能性。所以其富集方法在食品保健业倍受关注。综述了γ-氨基丁酸的生理功能、富集技术等,旨在为GABA的工业化生产提供依据。     

长江中下游地区不同避涝作物种植模式对农田温室气体排放的影响

通过田间原位试验,研究长江中下游地区不同避涝作物种植模式对农田温室气体排放的影响,为该地区低碳作物种植模式的选择提供依据。利用静态箱法研究水稻-小麦(WRR)、黄心乌-茭白(WZR)、黄心乌-毛豆-荸荠(WECR)、水芹-芹芽-水稻(CCRR)和莲藕(LR)种植模式下农田的N₂O、CO₂和CH₄等温室气体的排放规律。结果表明：N₂O、CO₂和CH₄的排放具有明显的季节性,CO₂排放呈现夏季＞秋季＞春季＞冬季,CH₄和N₂O排放呈现夏季＞秋季;WECR、WRR和CCRR种植模式土壤CO₂排放量差异不显著,但都显著高于WZR,LR模式;WRR、CCRR和LR种植模式土壤N₂O排放量极显著高于WZR和WECR模式;LR极显著高于CCRR种植模式土壤CH₄排放量,而WZR、WECR和WRR极显著低于LR和CCRR。不同种植模式综合温室效应大小WRR＞CCRR＞WECR＞LR＞WZR,可见黄心乌-茭白模式综合温室效应最低,是长江中下游易涝区域低碳农业的较佳生产模式。     

云南省农田生态系统碳足迹及其特征分析

为指导云南省农田生态系统碳减排措施的合理制定，以《省级温室气体编制指南(试行)》为依据，研究了云南省2008—2020年农田生态系统碳排放当量、碳汇以及碳足迹的演化特征，提出了未来农业发展减排固碳的主要措施。基于2008—2020年云南省农田生产投入、作物种类及产量等相关数据，运用碳足迹分析方法对云南省农田生态系统的碳排放当量与碳吸收量进行系统性分析。结果表明：一方面，农田生态系统少量的CH₄、N₂O等温室气体排放不容忽视，云南省农田生态系统的直接碳排放量、氧化亚氮碳排放当量以及甲烷碳排放当量成为农田温室气体排放最为主要的3个因素。另一方面，2008—2017年云南省温室气体碳排放当量逐年增加，随后呈逐年递减的变化趋势，当量碳排放强度呈波动式变化，其中秸秆焚烧、化肥降解以及柴油燃烧为主要的直接碳排放源，N₂O、CH₄为主要的当量碳排放源；碳吸收强度呈波动式变化，作物中的玉米和甘蔗碳吸收量远大于其他农作物，是主要的固碳源，蔬菜和瓜类具有一定的增汇潜力，农作物有从粮食作物向经济作物转变的趋势；碳足迹呈先...     

富含γ-氨基丁酸的青花菜芽菜酸奶的研制

以葡萄糖溶液培养的青花菜芽菜为主要原料,加入一定量的纯牛奶和白砂糖,通过乳酸菌发酵研制一种富含γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid,GABA）的酸奶。以酸奶的感官品质为主要评价指标,采用单因素试验和响应面试验优化酸奶的最佳工艺参数。结果表明,青花菜芽菜酸奶最佳制作工艺条件为：白砂糖添加量7.1%,青花菜芽菜添加量2.1%（采用120 mmol·L-1葡萄糖溶液培养青花菜芽菜）,菌种接种量0.3%,发酵时间6.2 h,该条件下制作的酸奶感官评价最优,GABA含量达到0.789 g·L-1,理化指标和微生物指标均符合发酵乳国家标准。该产品的研制为后续富含γ-氨基丁酸的乳制品的开发提供了理论依据。     

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。     

稻田甲烷排放与减排的研究进展

水稻作为最主要的粮食作物之一,对保证粮食供应和社会稳定起十分积极的作用。但稻田也是农田甲烷排放的主要来源,对全球温室效应有重要作用。从稻田甲烷排放机理、影响稻田甲烷排放的因素以及稻田甲烷减排的技术措施等方面综述了稻田甲烷的研究进展,并提出了未来开展稻田甲烷的研究方向,以期为进一步控制稻田甲烷排放提供一定参考。     

水稻植株对稻田甲烷排放的影响及其生物学机理研究进展

稻田是主要的农业甲烷排放源之一,对全球温室气体排放有着重要影响。稻田甲烷排放包括土壤产甲烷菌的产甲烷过程、好氧甲烷氧化菌的氧化甲烷过程及甲烷通过水稻植株体、土壤溶液中冒气泡及分子扩散三种运输途径的排放过程,水稻植株地上部和根系影响着稻田甲烷排放。本文简要介绍了稻田甲烷的产生、氧化和运输排放过程,综述了水稻根系特征（形态、通气组织、分泌物、根系泌氧）、地上部特征（株高、分蘖数、生物量和同化物分配）、水肥管理措施对稻田甲烷排放的影响及内在机理。本文也讨论了今后稻田甲烷排放的主要研究方向,并认为高产与减排的协同应是一个重要切入点。     

Carbon Emission and Low carbon Strategies of Sewage Sludge Treatment

The carbon emission during sewage sludge treatment is an important source of greenhouse gas. For the carbon reduction, the emissions from common treatment technologies are calculated with the mass balance model, then their low carbon degrees are evaluated, and finally the low carbon treatment strategies are put forward for different requirements. The results show that the technologies, such as digestion for methane recovery, incineration or co incineration for power production after drying with industrial waste heat, are the ones with the lowest carbon emission. Their low carbon degrees are 89.6%, 80.3% and 76.6% respectively. In the area where the above technologies cannot be applied, aerobic composting or landfill with aerobic stabilization pretreatment are the effective methods to reduce carbon emission. The low carbon treatment strategy, a new part of sludge treatment strategies, should be applied combining the local economy, technology and social conditions, so that it can meet the different requirements from sanitation to carbon emission reduction.     

水稻对甲烷季节排放模式的影响

在菲律宾国际水稻研究所的温室条件下调查了水稻对甲烷季节排放规律的影响，土壤在同一时间灌水，并通过同时测量处于不面生长期的水稻植株的甲烷排放量，把水稻对甲烷季节排放量的影响效应与其它因素的效应分离开来。所有的水稻品种都胡在生长的早期导致一个甲烷排放高峰。     

稻田甲烷排放研究进展

甲烷是一种重要的温室气体,而稻田是甲烷的重要排放源之一。因此,对稻田甲烷排放进行研究具有重要的意义。阐述了稻田甲烷产生、氧化及传输的机理,归纳了稻田甲烷排放的日变化、季节变化、年际变化等规律,重点分析了稻田甲烷排放的影响因子,包括温度、水分、土壤有机质、土壤氧化还原电位、土壤pH、施肥等。     

中国非CO2类温室气体减排潜力及其政策意涵

利用改进后的全球一般均衡环境模型（GTAP-E）及其6版非CO2类温室气体排放数据库,模拟了中国非CO2类温室气体减排潜力及其政策意涵。结果显示,现阶段,中国是世界上非CO2类温室气体排放最多的国家,2020年将会占到世界总排放的20%左右。其中,来自农业部门的非CO2类温室气体排放比重达到73%。未来10年,牛羊类、工业、服务行业的非CO2排放增速最快,且服务业的增速快于工业,并在2010年后超过工业排放。中国可以通过实施非CO2类温室气体减排政策,减轻二氧化碳减排的国际压力。虽然征收较高的碳税能够带来较高的非二氧化碳减排量,但是政策效率在高碳税和低碳税间差异不大。所以,在实施非二氧化碳减排碳税政策时,应该把碳税控制在一个较低的水平。     

浅析农田温室气体排放的影响因素

本文论述了三种主要温室气体排放的研究进展以及农田温室气体排放的影响因素。结果表明农田温室气体排放受肥料、耕作方式、土壤水分、温度、质地、有机质、地膜覆盖、机械化操作等多种因素影响。针对农田温室气体减排应主要从减少排放、加强移除、替代(避免)排放等3方面着手,因地制宜,发展新型肥料、合理灌溉、科学地耕作和管理土壤,实现增产增汇减排的可持续发展农业。     

山西省农业碳排放总量及时空特征研究

随着大气中温室气体浓度的不断上升,气候变暖已成为现阶段最迫切的环境问题。以2005—2010山西省农业统计资料和统计年鉴为基础数据,结合研究区内的问卷调查和实地走访,对山西省农业碳排放总量、时空分布特征、构成比等进行研究。结果表明:(1)山西省2005—2010年农业碳排放总量呈逐年递增趋势,年平均增长率为5.36%;(2)山西省各地市碳排放总量较大的3个市是运城、临汾、晋中市,从单位面积排放强度来看太原、晋中、长治的排放强度位列前三;(3)山西省农业碳排放的分布格局呈带状分布,自然、经济的差异都对其碳排放量产生一定影响;(4)从农业碳排放各部分所占比例来看,农田秸秆露天焚烧的碳排放量占到整个农业碳排放总量的50%以上,其次是化肥施用导致的碳排放。研究结果可以为山西省农业温室气体减排提供数据支持和对策建议。     

茶皂素对奶牛瘤胃甲烷菌及甲烷排放的影响

(目的)本试验旨在通过体外发酵模型与体内试验相结合研究不同添加剂量的茶皂素(tea saponin,TS)对奶牛瘤胃甲烷菌及甲烷排放的影响。(方法)体外发酵模型以0.5g常规全混合饲粮(TMR)为底物,添加TS的浓度梯度为0(对照)、5、10和15 g/L。体内试验采用4×4拉丁方设计,选取4头装有永久性瘤胃瘘管的健康荷斯坦奶牛,饲喂常规TMR饲粮,添加TS的浓度梯度为0(对照)、15、30和45 g/d.头,自由饮水,试验共进行4期,其中包括预饲期7d,试验期14d。通过采集瘤胃液并提取其中基因组DNA,进而计算甲烷菌及其他菌种的基因拷贝数,以此确定瘤胃中甲烷菌的总数与结构。(结果)结果表明,1)添加TS对体外发酵模型中甲烷菌总数没有显著影响(P>0.05),但能够明显改变甲烷菌结构,即甲酸甲烷杆菌(M.formicium)与史氏甲烷菌(M. smithii)数量减少(P<0.05),甲烷热杆菌(M. stadtmanae)数量增加(P<0.05),反刍甲烷杆菌(M.ruminantium)没有显著变化(P>0.05)。2)体外发酵模型中,与对照组相比,TS的添加量为10和15 g/L时,能够显著降低产气量(P<0.05)和发酵速率(P<0.01),减少原虫数量(P<0.01),进而抑制甲烷排放(P<0.01)。但在体内试验中,以上各项结果均不存在显著差异(P>0.05)。(结论)体外试验证明,饲粮中添加TS虽然没有改变甲烷菌总菌数量,但能够在一定程度上改变甲烷菌菌群结构,减少原虫数量,降低产气量,进而实现奶牛甲烷气体的减排。但体内试验中,TS的添加对奶牛瘤胃内甲烷菌没有显著影响。