湖北地区稻田甲烷排放量及控制措施的研究

通过田间试验 ,比较研究了施用有机肥 ,硫铵 ,包膜复合肥 ,尿素 淹灌 ,尿素 间歇落干5种处理对早、晚稻甲烷排放量的影响。测得5种处理的早、晚稻甲烷平均排放通量为:早稻4.39～15.6mg/m2·h ,平均值8.03mg/m2·h ;晚稻5.65～22.0mg/m2·h,平均值10.7mg/m2·h。从各种措施的效果来看 ,5种处理间存在显著差异 ,其中以施包膜复合肥处理效果最佳 ,与施有机肥比较 ,年甲烷排放总量减少73.4 %。包膜复合肥处理比施尿素处理年甲烷排放总量减少48.6 %。     

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。     

我国不同地区稻田甲烷排放量及控制措施研究

１９９３—１９９５连续３年在天津模拟微型小区进行了４组水稻对比试验,１９９５年又在武汉和广州大田上进行了两组早晚稻验证试验,研究不同地区稻田甲烷排放通量及其控制措施,包括：施用沼渣代替普通堆肥（Ａ）,施用包被复合肥（Ｂ）、硫铵（Ｃ）、硝铵（Ｄ）代替尿素,稻田间歇落干（Ｅ）,以及施用氧化硅粉（Ｆ）等农作措施,对减少稻田甲烷排放量的作用。每种设计措施重复２—３年。试验结果表明：①不施或轻施堆肥（主要施用化肥）的稻田甲烷排放通量中值范围为０．６６—１３．３９（天津一季稻０．６６—１．７０,南方早稻５．６７,晚稻１３．３９）ｍｇ／（ｍ２·ｈ）,可代表我国稻田一般情况。特别重施堆肥的稻田甲烷排放量中值范围分别为１８．８０—２８．４８ｍｇ／（ｍ２·ｈ）（包括晚稻）,与国外报告的平均范围相当;但重施腐熟沼渣的与单施尿素的甲烷排放通量无差异。②６项设计控制甲烷的措施比同等无控制措施农作方法减少稻田甲烷排放量１１％—９０％以上,水稻产量无显著增减。综合归纳各种设计措施减少稻田甲烷排放通量中值依次排列为：Ａ（９７．９％）＞Ｂ（４４．０％）＞Ｆ（４３．５％）＞Ｃ,Ｄ（４１．１％）＞Ｅ（３３．６％）。     

水稻品种及栽培措施对稻田甲烷排放的影响

以不同水稻品种为材料 ,通过测定孕穗至齐穗期稻田甲烷排放量 ,研究不同品种、不同栽培密度和不同施氮水平对稻田甲烷排放的影响。结果表明 :1在品种演进过程中 ,产量水平不断提高 ,稻田甲烷排放通量呈逐渐减小 (南京 1号最大除外 )的趋势 ,即南京 1号 >冒子头 >珍珠矮 >扬稻 4号 ,且孕穗期与齐穗期趋势一致。 2施氮量、栽植密度对稻田甲烷排放均有影响 ,稻田甲烷排放通量以高氮处理最高 ,中氮处理次之 ,低氮处理最小 ;每穴栽插 4苗处理最高 ,3苗次之 ,2苗最小。     

施肥量对福州平原稻田CH_4和N_2O通量的影响

为阐明施肥量对福州平原稻田CH_4和N_2O排放的影响,以不施肥处理为对照(CK),采用静态箱—气相色谱法,分析了常规施肥和倍增施肥稻田CH_4和N_2O通量及其影响因子。结果表明,CK、常规施肥和倍增施肥处理下稻田CH_4累积排放量依次为7.67、9.23和10.69 g·m~(-2),平均通量依次为3.47、4.18和4.84 mg·m~(-2)·h~(-1),倍增施肥显著促进稻田CH_4排放(P0.05);稻田N_2O排放量依次为-0.03、-0.05和-0.06 mg·m~(-2),平均通量依次为-13.99、-22.77和-28.10μg·m~(-2)·h~(-1),施肥量对N_2O排放的影响不显著(P0.05)。电导率与稻田CH_4通量呈极显著正相关(P0.01);常规施肥电导率与稻田N_2O通量呈显著负相关(P0.05)。土壤p H、Eh、温度和含水率等环境因子与不同施肥处理下稻田CH_4和N_2O排放量相关性存在差异。CK、常规施肥和倍增施肥观测期内所产生的综合增温潜势分别为2 515.03、2 989.07和3 450.45 kg·hm~(-2),倍增施肥处理显著提高稻田温室气体综合增温潜势。     

铁炉渣施加对稻田甲烷产生、氧化与排放的影响

为了阐明铁炉渣施加对稻田甲烷产生、氧化与排放的影响,采用静态箱-气相色谱法对对照(CK)、2 Mg/hm2(FeⅠ)、4Mg/hm2(FeⅡ)和8 Mg/hm2(FeⅢ)铁炉渣施加后稻田甲烷产生、氧化与排放进行了测定与分析.研究结果表明:观测期内,CK、Fe Ⅰ、FeⅡ和FeⅢ样地甲烷产生量分别为0.06-8.87、0.12-8.28、0.15-7.84、0.17-7.82 mg·m-2·h-1,平均产生量分别为4.68、3.92、3.14、2.76 mg·m-2·h-1;甲烷氧化量分别是0.02-1.27、0.09-0.95、0.09-1.54、0.09-2.79 mg·m-2·h-1,平均氧化量为0.46、0.47、0.59、0.55 mg·m-2·h-1;甲烷排放分别是0.04-7.99、0.03-7.33、0.06-6.30、0.08-5.12 mg· m-2·h-1,平均值分别为3.11、2.29、1.76、1.59 mg·m-2·h-1.铁炉渣的施加降低了甲烷产生量和排放通量,提高了甲烷氧化量.     

水稻品种及栽培措施对稻田甲烷放的影响

以不同水稻品种为材料,通过测定孕穗至齐穗期稻田甲烷排放量,研究不同品种、不同栽培密度和不同施氮水平对稻田甲烷排放的影响。结果表明：①在品种演进过程中,产量水平不断提高,稻田甲烷排放通量呈逐渐减小（南京１号最大除外）的趋势,即南京１号〉冒子头〉珍珠矮〉扬稻４号,且孕穗期与齐穗期趋势一致。②施氮量、栽植密度对稻田甲烷排放均有影响,稻田甲烷排放通量以高氮处理最高,中氮处理次之,低氮处理最小;每穴栽插４苗     

不同灌溉模式和施氮量条件下稻田甲烷排放及其与有机碳组分关系

通过田间试验,研究不同灌溉模式和施氮量下早晚稻不同生育期土壤有机碳(SOC)和易氧化有机碳(LOC)含量、微生物量碳(MBC)和甲烷氧化菌(MOB)数量的变化,以及水稻生育期内稻田甲烷排放通量变化情况,并分析当日稻田甲烷排放通量与土壤SOC、LOC、MBC和MOB的关系,以期获得稻田甲烷减排的灌溉模式和施氮量。两季试验均设3种灌溉模式,即常规灌溉(C)、"薄浅湿晒"灌溉(T)和干湿交替灌溉(D);2种施氮量,即120 kg·hm~(-2)(N1)和150 kg·hm~(-2)(N2)。结果表明,N1时D模式土壤SOC含量在晚稻乳熟期和早稻孕穗期较高,N2时早、晚稻4个时期SOC含量均以D模式最高;早晚稻土壤LOC含量以D模式较低,土壤MOB数量均以C模式较低,而MBC则以C模式较高。N2处理稻田MOB、SOC、LOC和MBC含量均高于N1处理。稻田甲烷排放量在分蘖期和乳熟期较高,而在孕穗期和成熟期较低。D模式早、晚稻全生育期甲烷排放通量和累计排放量均显著低于T和C模式,而N2处理这些指标均高于N1。稻田甲烷排放通量受土壤MOB、LOC和MBC的直接影响和SOC含量的间接影响,在干湿交替模式和施氮量120 kg·hm~(-2)下稻田甲烷排放量最低。     

化肥配施有机肥对早稻产量及稻田氮素归趋的影响

为量化有机无机肥料配施条件下稻田氮素的归趋,明确施肥的经济效益和环境效应,采取田间动态监测与室内化学分析相结合的方式,研究了在等氮条件下(120 kg·hm-2)以鲜猪粪(PM)、沼液沼渣(BF)、猪粪堆肥(PC)、绿肥(GM)替代20%化肥及单施化肥处理(CF)稻田挥发性氮、径流氮、N2O等氮素损失的变化规律,以及各处理水稻产量及地上部吸氮量的差异,结合稻田氮素平衡以明确氮素来源和去向及其数量。结果表明:施肥是氮输入的主要来源,占比约为47%;植物吸收利用是氮输出的主要部分,占氮素输入量的47%～57%;各处理氨挥发排放通量、径流总氮(TN)损失量、N2O累积排放量分别占施氮量的4%～6%、16%～23%、16%～20%;与单施化肥相比,配施有机肥降低了稻田氨挥发累积排放量,减少了径流损失氮量,增加了地上部吸氮量,有利于水稻增产稳产;其中BF、PC处理氨挥发累积排放量均降低21%,PM、BF处理径流损失氮量显著减少33%、29%(p 0.05),PM处理水稻产量最高(为5468kg·hm-2),增产8%,地上部吸氮量最高(为137kg·hm-2),增幅为14%;PM处理氮素表观损失和氮盈余均最低,BF处理次之。综合水稻产量和环境效益来看,施氮量为120kg·hm-2时,以鲜猪粪和沼液沼渣等有机肥替代20%化肥是可行的。     

不同有机肥与化肥配施对菜地CO2和CH4排放的影响

采用田间小区试验研究了不同有机肥与化肥配施对小白菜地土壤CO2和CH4排放通量的影响。结果表明,有机肥的施用会增加CO2和CH4的排放量,各有机无机肥配施处理的CO2平均排放通量均显著高于CK(不施肥)、T1(不施氮肥)、T2(施纯化肥)处理;而猪粪堆肥与化肥配施较猪粪直接与化肥配施能降低小白菜地土壤的CO2和CH4的排放量;此外,有机无机肥配施条件下,菜地土壤CO2排放通量与地下5 cm、10 cm处的土壤温度呈正相关关系;而土壤CH4的排放通量虽然受土壤温度、箱外气温和土壤含水量的影响,但并无明显的线性相关关系。     

爽水性稻田甲烷排放特点

通过田间小区试验 ,观测研究了不同施氮水平和前茬是否施用稻草的爽水性稻田的甲烷排放情况。结果表明 ,爽水性稻田甲烷排放通量有明显的规律性 ,烤田前甲烷排放量较大 ,烤田期间甲烷排放并不明显减少 ,但烤田后甲烷排放下降显著 ;前茬覆盖稻草对稻田甲烷排放有明显的促进作用 ;水稻整个生育期稻田的氧化还原电位与甲烷排放通量有一定的相关性 ;爽水性稻田甲烷排放出现两种类型的日变化 ;尿素用量对甲烷排放量没有明显的相关性 ;水稻产量高低与甲烷排放之间有一定的相关性。     

红壤性水稻土甲烷排放规律研究Ⅰ.不同稻作制模拟小区甲烷排放规律

为了有效控制稻田甲烷排放量 ,保护生态环境 ,采用静态箱技术在模拟池中进行了不同稻作制处理甲烷排放通量动态变化的试验 .结果表明 ,稻田甲烷的年排放总量以稻 -稻 -冬泡制处理最高 ,为 1498.5 2 kg/ hm2 ,稻 -稻 -绿肥制处理居中 ,为 1437.6 6 kg/ hm2 ,稻 -稻 -油菜制处理最低 ,为 12 30 .95 kg/ hm2 .晚稻甲烷排放量多于早稻 .3种处理早稻的最大甲烷排放峰值出现在分蘖盛期 ,晚稻的出现在返青期 .讨论了稻田甲烷排放与环境温度及稻田土壤无定形氧化铁含量的关系 ,二者变化趋势基本一致 ,但无明显相关性 .     

茶园生态系统的一氧化氮年排放特征

采用静态暗箱-化学发光法,对亚热带典型茶园不同施肥处理(常规施尿素、施有机肥和不施肥对照)条件下的一氧化氮(NO)排放通量进行了原位周年观测。结果显示:施肥茶园的NO排放量主要集中在3—9月(春夏季)的茶树生长期,占全年排放量的58%~73%;土壤铵态氮含量是茶园在春夏季NO排放通量变化的主要环境控制因素;对照、尿素、有机肥处理的NO年排放量分别为2.85、19.42、17.04 kg N·hm^-2,施肥显然大幅度增加了NO排放;与茶农常规施尿素处理相比,施有机肥处理显著降低了约12%的NO年排放量;在整个观测期内,常规施尿素和施有机肥处理的NO年直接排放系数分别为3.68%和3.15%。这些结果表明,我国亚热带茶园可能是一个不容忽视的NO强排放源,对此尚需多地点多年的长期研究进一步证实。     

有机肥等碳施用对稻田甲烷和氧化亚氮排放的影响（英文）

为研究有机肥等碳施入稻田对温室气体排放的影响,设置猪粪、鸡粪和稻草分别与化肥混施处理,利用静态箱法-气相色谱仪监测稻田甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O)排放通量并进行分析。结果表明,化肥处理(CF)CH_4季节排放总量为271.47 kg/hm~2,猪粪(PM)、鸡粪(CM)和稻草(RS)处理的CH_4排放分别比CF处理增加50.61、260.22和602.82 kg/hm~2;CF处理N_2O排放为1.22 kg/hm~2,PM、CM和RS处理的N_2O排放分别比CF处理减少23.6%(P<0.05)、31.7%(P<0.05)和30.9%(P<0.05);CH_4季节排放通量与土壤Eh值呈极显著负相关关系,与土壤温度呈极显著正相关关系;肥料中被167 mmol/L高锰酸钾氧化的有机碳(ROC_(167))显著影响稻田CH_4排放,与稻田CH_4总量的相关系数为0.872(P<0.05)。施有机肥处理水稻平均产量比CF处理增加6.8%;不同有机肥中,以PM处理的增温潜势和温室气体排放强度最小,与不施肥和CF处理无显著性差异。可见,猪粪能较好的协调环境与产量之间的关系,并含有低含量的ROC_(167),是值得推荐的施肥方式。     

施用产沼废弃物和堆肥对蕹菜生长的影响

[目的]比较施用不同畜禽粪便产沼废弃物和堆肥对蕹菜(Ipomoea aquatica Forsk)生长和产量的影响,为产沼废弃物和堆肥在绿色蔬菜上的应用提供科学依据.[方法]以蕹菜为材料,基于342 kg/ha的施氮水平,分别以猪粪、鸡粪的不同畜禽粪便的沼液、沼渣和堆肥及牛粪的沼渣和堆肥施于蕹菜,设8个处理,以不施肥作对照,测定各处理蕹菜的产量、株高、鲜重、干重、上市时间、生长期、养分含量及土壤的养分含量,以分析其对蕹菜生长的影响.[结果]各处理中,以鸡粪沼液和猪粪沼液处理的蕹菜产量、株高、鲜重和干重都最高,其次是鸡粪沼渣、鸡粪堆肥、猪粪沼渣和猪粪堆肥处理,牛粪沼渣和牛粪堆肥处理最低.猪粪和鸡粪沼液处理的蕹菜生长期缩短为10～20d,猪、鸡粪沼渣和堆肥处理为20～30 d,而牛粪处理的蕹菜生长期没有缩短,为30～40 d.蕹菜的养分吸收方面,猪粪和鸡粪沼液处理氮的吸收最高,猪粪沼渣处理磷吸收最高,猪粪沼液和鸡粪沼液处理的磷吸收最低,鸡粪沼液处理钾吸收最高.蕹菜收获后鸡粪堆肥处理土壤氮含量最高,沼液中磷含量低.[结论]鸡粪和猪粪沼液适于短期有机蕹菜种植,其次是猪粪、鸡粪的沼渣和堆肥.建议沼液、沼渣和堆肥配合施用,单施沼液则需补充磷源.     

三江平原稻田N_2O通量特征

利用静态暗箱-气相色谱法于2004年11月-2005年10月对三江平原稻田进行了全年连续田间原位观测。结果表明，三江平原稻田全年N2O平均通量为0．052 mg·m^-2·h^-1；冻融期N2O通量范围为0．008N 0．029 mg·m^-2·h^-1，融冻时排放量显著增加；生长期平均通量为0．059 mg·m^-2·h^-1，施肥后及淹水期间水面落干时各出现了两个明显的N2O排放峰，排水后N2O排放通量较淹水期稍增加，但幅度不大。同时分析了冻融期、生长期N2O通量季节变化特征和日变化特征以及和相关环境因子的关系，分析表明。温度决定了稻田全年N2O排放通量的大小，而水分状况则是影响三江平原稻田N2O排放季节变化特征的主要因素。     

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。     

寒地水稻秸秆还田和温度对稻田甲烷排放的影响

针对寒地水稻秸秆还田,采用定位小区连续定位观测方法,研究寒地稻田甲烷排放规律,探讨水稻秸秆还田和温度对甲烷排放影响,估算水稻生长季甲烷排放量。结果表明,水稻田甲烷排放通量呈双峰变化趋势;不还田(SR0)处理甲烷排放通量与气温显著相关,与土壤温度相关不显著,低量还田(SR1)、高量还田(SR2)处理甲烷排放通量与地表温度、5、10 cm土层温度极显著相关,与气温相关不显著;不还田(SR0)、低量还田(SR1)和高量还田(SR2)的甲烷排放通量最大值和平均值与秸秆还田量拟合方程分别为y=0.519x+0.585(R2=0.999),y=0.192x+0.350(R2=0.999),相关性显著,甲烷排放量与秸秆还田量拟合方程为y=5.055x+9.168(R2=0.999),相关性显著,甲烷排放通量和甲烷排放量随秸秆还田量增加而升高。     

油菜-水稻复种系统一次性施肥对CH_4和N_2O净排放的影响

【目的】探究一次性施肥技术对油菜-水稻复种系统CH_4和N_2O排放及其特征的影响并分析其影响因素,综合计算全球增温潜势,以期了解一次性施肥技术对温室气体排放的贡献大小,从而为温室气体减排提供科学依据和技术参考。【方法】针对长江中下游地区典型的油菜-水稻复种模式,在荆州太湖港农场(30.36N,112.08E)油菜-水稻复种试验田设置了5个处理:对照处理(CK)、农民习惯施肥处理(FP)、优化施肥处理(OPT)、一次性尿素基施处理(UA)和一次性控释肥基施处理(CRF),重复3次。采用静态暗箱-气相色谱法对整个油菜-水稻季的CH_4和N_2O排放通量进行监测,并测定土壤种植前后的理化性质与作物产量。【结果】(1)N_2O和CH_4的排放均具有明显的水稻季排放高、油菜季排放低的季节动态变化规律。各处理N_2O排放通量在油菜季的变化范围为-4.08—35.51μg N·m~(-2)·h~(-1),水稻季则为-16.52—193.30μg N·m~(-2)·h~(-1),年平均排放通量3.66—23.70μg N·m~(-2)·h~(-1);各处理CH_4的通量变化在油菜季的排放量为-0.08—0.05 mg C·m~(-2)·h~(-1),水稻季则为-0.54—4.81 mg C·m~(-2)·h~(-1),年平均排放通量0.42—0.66 mg C·m~(-2)·h~(-1);(2)N_2O年排放总量从高到低依次是FP、CRF、OPT、UA、CK,分别为1.31、1.19、1.04、0.82、0.37 kg N·hm~(-2),排放系数介于0.14%—0.25%,均低于IPCC的推荐值1%。两个一次性施肥处理的UA和CRF相比同等施氮量的OPT处理,均能有效减少CH_4年排放量29.0%和29.9%, UA处理同时能减少21.2%的N_2O年排放总量,而CRF处理却增加了14.8%的N_2O年排放总量;(3)在同等施氮量的条件下,一次性施肥CRF比OPT显著增加油菜产量10.6%,而对水稻产量的影响不显著。温室气体排放强度呈现油菜季低,而水稻季高的特征,油菜和水稻季中各处理差异均不显著,油菜季中CRF和UA的排放强度最低为0.038 kgCO_(2-eq)·kg~(-1),OPT最高为0.057kgCO_(2-eq)·kg~(-1),水稻季UA最小为0.07 kgCO_(2-eq)·kg~(-1),FP最高达到了0.13 kgCO_(2-eq)·kg~(-1);(4)综合两种气体的全球增温潜势(100 a),用GWP表示,在相同施氮量下,两个一次性施肥处理UA和CRF的GWP均较OPT处理减少了28.0%和18.2%(P0.05),一次性基施尿素对降低温室效应更有效。【结论】对于长江中下游典型农田而言,一次性基施普通尿素或一次性基施控释尿素的措施,可以在保持作物产量的同时,降低了农田温室气体排放,可作为水稻-油菜复种系统的一种环境友好型施肥推荐技术。     

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...