三江平原旱田土壤甲烷氧化的初步研究

透气性良好的旱田土壤是大气CH4的主要吸收汇,对于降低大气CH4浓度具有非常重要的意义.本研究在三江平原选择两块旱田,分别于1987年和1993年由沼泽湿地开垦而成(分别简写为87D和93D),种植方式均为大豆-冬闲,利用静态暗箱/气相色谱法对2003年和2004年两个生长季的CH4排放进行了野外观测,发现不同垦殖年限的两块旱田在CH4氧化速率上没有明显差异,但它们均具有显著的年际变化特征,2003年大豆生长季内87D旱田表现为向大气排放CH4,排放量为0.68 kg/hm2,而2004年则表现为吸收大气CH4,吸收量为1.29 kg/hm2;93D旱田在2003年和2004年大豆生长季内均表现为吸收大气CH4,吸收量分别为0.57和1.07 kg/hm2,旱田CH4排放上的这种年际变化主要是由大气降水的年际差异造成的.土壤水分状况是控制CH4氧化速率的主要因素,二者呈负相关关系.植物参与能够显著提高土壤氧化CH4的能力,2004年,在植物的参与下,93D旱田和87D旱田土壤与无植物处理相比对CH4的氧化能力分别提高了197.2%和268.6%.     

长春市郊区旱田土壤杂草种子库的研究

对长春市郊区不同轮作方式旱田的土壤杂草种子库中杂草种类进行了调查。结果表明：不同轮作方式旱田土壤的杂草种子有5科8种，主要分布在0－10cm土层内。玉米连作田和玉米一大豆轮作田土壤杂草种子库的主要杂草种类有：小叶藜（Chenopodiun serotium L.)、旱稗[Echinochloa crusgalli(L.)Beauv.var.hispidula(Retz.)Hack.]、茼麻（Abutilon theophratsti Medic)等，其中小叶藜为优势种；而小麦连作田，主要有反枝苋（Amaranthus retroflexusL.）、旱稗等，其中反枝苋为优势种，玉米连作田杂草种子较均匀分布在各土层，而玉米一大豆轮作田杂草种子主要分布在0－10cm土层，小麦连作田的杂草种子主要分布在0－5cm土层。     

旱田土壤调理剂改良酸性土壤的合理用量及蔬菜增产效果研究

土壤酸化是耕地退化的重要表现,也是制约土壤高产稳产的重要因素,严重影响了我国农业的可持续发展。通过在pH值小于5.5的酸性土壤上连续2季种植蔬菜的小区试验,研究"宜施壮"旱田土壤调理剂对酸性土壤pH值、CEC、硅铝率及蔬菜产量和相关生物学性状的影响。结果表明:"宜施壮"旱田土壤调理剂可以提升土壤pH值、CEC和硅铝率,提高蔬菜的产量;与常规施肥对照相比,2季连续施用"宜施壮"旱田土壤调理剂750~3 000 kg/hm~2时,可使土壤pH值提升0.15~0.70个单位、CEC最高提高0.7 cmol/kg、硅铝率增加0.04~0.20,蔬菜产量增加3.78%~12.48%,"宜施壮"旱田土壤调理剂可提高蔬菜整齐度,促进萝卜伸长膨大、白菜增高增粗,白菜结球更加紧实。其较为经济合理的用量为1 500~2 250 kg/hm~2。     

吉林省主要旱田土壤有机氮组份的研究

1986～1987年作者根据Bremner的酸解法研究了吉林省主要旱田土壤有机氮组份、含量及影响因素,研究结果表明:旱田土壤有机氮是由氨基酸氮、氨基精氮、(丝+苏)氨基酸氮和未鉴别氮组成,分别占土壤全氮的25.13;18.54.5.19,11.38,25.59％;土壤类型、土壤层次以及土壤肥力水平均影响土壤有机氮的组份;土壤有机氮组份和含量是影响土壤碱解氮利用系数的内在原因。     

旱田改水田对土壤电导率及几种微生物的影响

选取旱田改水田的黑土为研究对象,以相邻的旱田为对照,通过五点采样法取样,对其电导率及几种转化氮素的微生物进行研究。结果表明,旱田改水田后土壤电导率(EC)显著升高;旱田改水田后反硝化细菌数量显著减少,不利于反硝化细菌的积累;而其他几种转化氮素的微生物中,氨化细菌与好氧自生固氮菌显著增加;硝化细菌与亚硝化细菌虽有增加,但不显著。     

三江平原芦苇湿地植物多样性的初步研究

研究了三江平原芦苇湿地群落类型、组成，种类的数量特征及在群落中的作用，对常见藻类、苔藓类的组成及土壤微生物的分布状况进行了调查研究。结果表明：该湿地芦苇群落类型主要为芦苇群落、芦苇-小叶樟=毛果苔草群落和芦苇-小叶樟-狭叶甜茅群落；芦苇群落为单一优势种，其余2个群落为芦苇、小叶樟双优势种群落。藻类主要以硅藻门藻类为主，土壤微生物主要为真菌和好氧性细菌，所占比例为4.3%和95.2%。     

西北地区旱田耕层土壤N_2O排放特征的研究

以冬小麦田耕作层原状土为研究对象，观测了小麦不同生长期、同一生长期不同温度下，耕层土壤N2O的释放特征。实验表明：温度对0～5cm土壤N2O释放的影响未达显著性差异；对0～10cm、0～15cm、0～20cm土层土壤N2O释放影响差异显著，且当温度增加到30℃时，温度变化对土壤N2O释放过程的影响效应强于25℃、20℃、15℃时。耕层中，不同层次土壤N2O的排放规律不同，30℃时，N2O主要产生于5～20cm土层，且表观值以5～10cm贡献最大占43％；而25℃时，以10～20cm土层贡献率最大；而20℃、15℃时，0～5cm土层排放大于5～10cm、10～15cm、15～20cm,，小麦生育期耕作层土壤N2O排放以孕穗期最大，且排放峰值提前，而小麦生长后期(开花期和成熟期)，N2O排放出现低谷，且峰值推后，反应物以土壤氮为主。     

设施栽培土壤甲烷氧化的研究

研究了设施栽培土壤的甲烷氧化.结果表明,不同土壤对甲烷的氧化能力各异,可能与土壤的理化性质有关;土壤微生物是甲烷氧化的主要生物类群:土壤含水量对甲烷氧化有明显影响,含水量过高或过低对甲烷氧化均具有抑制作用;氮源(包括有机和无机氮源)对甲烷氧化均有抑制作用;不同碳源对甲烷氧化的影响各异,纤维素对甲烷氧化抑制作用最小,而高浓度的甲醇、葡萄糖则对甲烷氧化具有强烈的抑制作用;在甲烷氧化过程中加入葡萄糖能迅速抑制甲烷氧化;在加入葡萄糖的同时保持瓶中充足的氧气,则这种抑制作用可以在5.5 d后得到解除.此外,还研究了从土壤中分离的甲烷氧化菌对碳源的利用情况,表明在甲烷释放极少的设施栽培土壤中,兼性营养的甲烷氧化菌可能在甲烷氧化中占据主要的地位.     

茯苓旱田栽培技术研究

以传统山林地栽培为对照,研究了茯苓旱田栽培技术,结果表明:旱田栽培茯苓产量3751kg(下窖面积为515m2),比在山林地常规栽培(对照组)高21.7%。旱田栽培茯苓结核率为99.74%,对照组为95.49%。茯苓单个结核率,旱田栽培为99.33%,对照为92.63%。菌核质量、经济效益,旱田栽培均比对照好。特别是旱田栽培取得了良好的生态效益,解决了多年来茯苓栽培破坏生态环境的问题。     

三江平原湿地土壤CO2和CH4排放的初步研究

在三江平原选择 3种不同类型的湿地永久积水的漂筏苔草沼泽、季节性积水的小叶章草甸和无积水的恢复湿地.从 2002年 7月到 10月对漂筏苔草沼泽进行了土壤碳排放的观测, 2002年 8月中旬至 10月对小叶章草甸和恢复湿地进行了土壤碳排放的观测.观测结果表明,不同湿地类型下土壤 CO2和 CH4排放具有明显的差异,同段时期内 (2002年 8月中旬到 10月底 )土壤 CH4排放通量为小叶章草甸 (14.3 mg· m-2· h-1)>漂筏苔草沼泽 (7.9 mg· m-2· h-1)>恢复湿地 (-0.015 mg· m-2· h-1), CO2排放速率表现为小叶章草甸 (384.9 mg· m-2· h-1)>恢复湿地 (345.6 mg· m-2 · h-1)>漂筏苔草沼泽 (117.6 mg· m-2· h-1).温度是导致漂筏苔草沼泽和小叶章草甸土壤 CO2和 CH4的排放季节变化的主要驱动因子,也是恢复湿地土壤 CO2排放季节变化的主要驱动因子,但对其 CH4氧化吸收影响不明显.地表积水深度与漂筏苔草沼泽以及小叶章草甸土壤 CO2和 CH4排放均呈负相关,温度和积水深度的综合作用决定了漂筏苔草沼泽和小叶章草甸土壤 CO2和 CH4排放的季节变化特征.     

三江平原沼泽湿地不同水层下CH4、N2O的排放及影响因子

采用野外静态箱—气相色谱法,对三江平原沼泽湿地6—9月不同水层下CH4、N2O的排放进行了同步对比研究,并探讨了影响气体排放的主要影响因子。结果表明,不同水层下的CH4和N2O排放具有明显的时空变化特征。CH4排放高峰期在7、8月,N2O主要排放期在6、7月。40 cm水层下的CH4排放强度最高,平均为34.54mg.m-2.h-1;20、60 cm水层下的CH4排放强度居中,平均分别为17.18、13.02 mg.m-2.h-1;0 cm水层下的CH4排放强度最低,平均7.69 mg.m-2.h-1,N2O排放强度最高,为0.072 mg.m-2.h-1;20、40 cm水层下的N2O排放强度相似,平均分别为0.053、0.050 mg.m-2.h-1;60 cm水层下的排放强度最小,平均为0.026 mg.m-2.h-1。相关分析表明,CH4的排放通量与40 cm水深及5 cm地温呈显著或极显著正相关,与其它各土壤温度之间的相关性因水层不同有所差异;N2O排放通量与地表0、40 cm水深呈显著负相关,20 cm水层下的N2O排放通量与5 cm地温呈显著正相关。CH4、N2O的排放通量与大气温度及地表温度均不相关。     

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 %。     

不同种类有机肥施用对一季稻田CH_4排放的影响

选取不同施肥处理的一季中稻田为研究对象,采用静态箱-气相色谱法对一季稻CH4排放通量进行手动观测。结果表明,与不施肥相比,各施肥处理CH4平均排放通量均有不同程度增加。其中稻草还田+化肥处理(稻草处理)CH4平均排放通量为31.04mg·m-2·h-1,比化肥处理和猪粪+化肥处理(猪粪处理)分别增加326.4%(P<0.05)和211.7%(P<0.05),鸡粪+化肥处理(鸡粪处理)比化肥和猪粪处理分别增加140.4%(P<0.05)和75.7%(P<0.05)。说明稻草还田和鸡粪处理显著增加稻田CH4排放通量,而猪粪处理与化肥无显著差异。同时对有关的环境因子进行分析表明,不同处理的土壤表层5cm温度、Eh与CH4排放通量存在显著相关关系;土壤pH值和水层厚度与稻田CH4季节排放通量相关性不明显。猪粪处理单位产量全球增温潜势(GWP)为0.83kg·kg-1,是较好的推荐施肥处理,对环境与产量之间效益的协调具有较好的作用。     

稻田CH4和N2O排放消长关系及其减排措施

稻田CH4和N2O排放存在互为消长的关系,此种关系不受时间、空间及有无水稻植株的影响,考虑稻田CH4减排措施的同时必须兼顾该措施对N2O排放的促进作用.本文从水分管理、施肥管理、水稻品种、甲烷抑制剂及脲酶/硝化抑制剂、耕种方式及耕作制度等方面综述了近年来关于稻田CH4和N2O减排措施的研究,以期从农业实践中总结缓解稻田CH4和N2O排放引起的综合温室效应的生产措施.分析表明,稻田低施氮水平条件下进行中期烤田是减少CH4和N2O排放的有效措施,有机秸秆进行堆腐好氧分解后施入或在休闲期(如秋季或冬季)施人稻田表现出较好的应用前景,施用甲烷抑制剂、脲酶抑制剂及硝化抑制剂和缓释,控释肥料对降低稻田温室气体排放及提高作物产量意义重大.     

不同肥料的施用对稻田CH4和N2O排放的影响及其减排措施

稻田CH4和N2O的排放受水分、温度、施肥情况、有机质含量、pH值、氧化还原电位（Eh）等诸多环境环境因素的影响,而水分和肥料是稻田温室气体排放的2大驱动因子。综述了不同肥料施用对稻田CH4和NO排放的影响,并提出了相应的温室气体减排措施。     

中国稻田甲烷排放及其影响因素的统计分析

【目的】阐明中国不同稻作类型CH4排放的区域特征以及稻田CH4排放与环境因子和水肥管理的定量关系。【方法】通过文献调研,获得1987-2011年中国稻田CH4排放观测的有效文献111篇,含生长季CH4排放总量或平均排放通量的有效观测数据495组,涵盖67个观测点。采用方差分析、相关分析和逐步回归方法对上述观测数据进行分析。【结果】中国单季稻、双季早稻和晚稻田的CH4季节排放总量（均值±标准误差）分别为（383.5±31.1）、（234.3±16.8）和（361.8±25.0）kg•hm-2。西南单季稻区CH4排放分别是华北、华中和东北单季稻区的2.3、2.2和4.3倍;华中早、晚稻区的CH4排放分别是两广早、晚稻区的2.6和1.9倍。稻田CH4排放与有机肥施用量呈正相关,与化肥氮施用量及土壤pH呈负相关;单季稻区CH4排放随纬度升高和经度增加而降低,双季稻区CH4排放则随纬度升高而增加;单季稻区CH4排放随土壤全氮含量的增加而降低,但晚稻区则反之。综合影响中国单季稻田CH4排放的因子为纬度、土壤C/N比、砂粒含量、水分管理方式、有机肥和化肥氮施用量,这6个因子的变化可解释CH4排放空间变异的72%;早稻田CH4排放空间变异的35%可由土壤C/N比、砂粒含量、移栽-抽穗期平均温度、水分管理和有机肥施用量等5个因子的变化得以解释;纬度、土壤C/N比、黏粒含量、pH值、全生育期平均温度和有机肥施用量等6个因子可解释中国晚稻田CH4排放空间变异的47%。【结论】中国稻田单位面积CH4排放量总体为单季稻＞晚稻＞早稻,但单季稻与晚稻田的CH4排放无显著差异。西南单季稻区的CH4排放显著高于其它单季稻区,华中双季稻区的CH4排放显著高于两广稻区。由环境和水肥管理因子决定的多元统计模型能较好地解释中国稻田CH4排放的空间变异,单季稻CH4排放模型的可解释性优于双季稻。     

下辽河平原单季稻田主要温室气体排放及驱动机制

采用静态箱(暗箱)/气相色谱法对稻田CH4、N2O和CO2排放进行了原位测量,同时测量了土壤温度、气温、土壤Eh等相关因子。试验表明,观测期内3种气体排放各有其明显的季节变化规律。稻田3种处理中的CH4排放规律一致,各处理的CO2的季节变化规律均与相同处理的N2O变化规律相似。在整个生长季中,常规处理、无作物处理(CK)、无N处理的稻田CH4排放总量分别为1.55×102、0.74×102、1.36×102kg.hm-2;N2O排放总量分别为1.80、3.25、1.21kg.hm-2;CO2排放总量分别为9.47×103、2.75×103、8.72×103kg.hm-2。从各处理排放总量分析,CH4和CO2为常规>无N>无作物,N2O为无作物>常规>无N。稻田CH4和N2O排放并无明显相关关系,土壤水分含量与3种气体的排放密切相关;当土壤Eh降到-150mV以下时,土壤CH4排放剧烈。水稻植株对稻田CH4和CO2的排放有十分重要的贡献,其参与使得CH4和CO2排放量分别增加了109%、244%;相对于常规处理来说,不施N肥能降低稻田N2O的排放,在整个生长季内,施用N肥使N2O的排放增加了49%。