水稻低碳生产研究进展

 稻田是甲烷(methane,CH4)和氧化亚氮(nitrous oxide,N2O)的重要发生源。稻田中CH4和N2O的产生、消耗以及传输过程受稻田土壤类型、水分条件、肥料种类、施肥量及方法、耕作模式和制度、水稻品种等多种因素影响。CH4和N2O具有不同的排放特性,很多研究结果表明,水稻生长期间的中期排水烤田、后期干湿交替能显著降低CH4排放量,但同时也可能促进N2O的排放,因此,如何同时减少CH4和N2O的排放量是实现稻田低碳生产的关键要素;另一方面,稻田土壤的碳固定也是使稻田系统从源转变成汇的关键技术。从水稻生产过程中CH4排放、N2O排放、稻田土壤有机碳动态、减排措施四个方面综述了近年来水稻低碳生产相关研究状况,重点总结了国内外有关影响稻田CH4和N2O排放的关键影响因素、增加稻田土壤有机质含量的主要措施以及各种减排措施的全球增温潜势评价研究,并对水稻低碳生产研究作了展望。     

不同缓控释氮肥对高羊茅草坪生长及氮素挥发的影响

 通过田间试验,研究了氮释放期为３０和６０ｄ的树脂包膜尿素（ＰＣＵ３０、ＰＣＵ６０）,硫包衣尿素（ＳＣＵ）,抑制剂型缓释尿素（ＵＩ）和普通尿素（Ｕ）对高羊茅草坪生长、氮素吸收及氮素挥发的影响。结果表明,在全年施氮量２６０ｋｇ／ｈｍ^２ 的情况下,ＰＣＵ３０、ＰＣＵ６０和ＳＣＵ 一年分春秋２次施用可以满足高羊茅草坪正常生长需要,其草屑累积量和氮素吸收量显著高于普通尿素一年４ 次施用处理;氮素气态损失方面,ＵＩ处理的氨挥发损失氮量高达４４．４２ｋｇ／ｈｍ^２,显著高于其他施氮处理,其Ｎ_２Ｏ 排放氮量为６．４６ｋｇ／ｈｍ^２,显著低于其他施氮处理;ＰＣＵ３０、ＰＣＵ６０、ＳＣＵ 处理的氨挥发量和Ｎ_２Ｏ 排放氮量分别为１７．６７,１３．５９,１８．５４ｋｇ／ｈｍ^２ 和８．１４,６．９２ ,９．９１ｋｇ／ｈｍ^２,显著低于Ｕ处 理。综合考虑各种因素,建议高羊茅草坪一年分春秋２次施用树脂包膜尿素ＰＣＵ６０较为适宜,可有效提高肥料利用率、降低氮素挥发损失,环境效益明显。     

不同有机肥与化肥配施对作物产量及农田氮肥气态损失的影响

【目的】探讨本地区主要类型有机肥与化肥配施对作物产量及农田氮肥气态损失的影响,为不同类型有机肥的科学施用提供理论依据。【方法】2014年10月—2015年9月在山东省中国农业科学院禹城试验基地进行了冬小麦–夏玉米田间小区试验,供试小麦品种为‘济麦22’,玉米品种为‘郑单958’。在常规施氮量 (N 225 kg/季) 基础上,设化肥 (CF)、鸡粪 (CHM)、猪粪 (PM) 和牛粪 (CM) 单施以及化肥分别与3种有机肥配施处理 (化肥氮分别占25%、50%、75%),13个处理;加倍施氮量下,有机肥和化肥单施 (DCF、DCHM、CPM、DCM) 4个处理;1个不施肥处理 (CK),共计18个处理。测定了小麦和玉米产量、N₂O排放通量和NH₃挥发通量。【结果】常规施氮量 (N 225 kg/hm2) 下,单施鸡粪或猪粪的小麦、玉米产量与化肥相当,单施牛粪比化肥处理减产。分别与CF、CHM、PM、CM相比,DCF、DCHM、DPM处理无增产效果,DCM处理玉米表现为增产。猪粪和鸡粪与化肥各配施比例处理的小麦、玉米产量间无显著差异,且均与单施化肥处理相当;牛粪与化肥配施处理的小麦产量随化肥配施比例的提高而提高,玉米产量各配施比例处理间无显著差异。CF处理周年NH₃挥发量为39.63 kg/hm2,是单施有机肥处理的37～53倍;单施化肥处理的NH₃排放系数接近9%左右,单施有机肥处理的NH₃排放系数只有0.2%左右。有机肥与化肥配施的处理周年NH₃挥发总量随化肥配施比例增加而明显增加,当化肥配施比例达到75%时,周年NH₃挥发总量与单施化肥处理相当。CF处理的周年N₂O排放总量为2.85 kg/hm2,高于单施有机肥处理,三种有机肥N₂O周年排放量由大到小依次为猪粪 (2.51 kg/hm2)>鸡粪 (1.91 kg/hm2)>牛粪 (1.85 kg/hm2) 处理;加倍施用化肥和有机肥的N₂O排放量平均为常规施氮量的1.5倍以上。有机肥与化肥配施的处理周年N₂O排放总量随化肥配施比例增加而明显增加,当化肥配施比例达到50%时,周年N₂O排放总量达到或超过了单施化肥处理。CF处理N₂O排放系数为0.4%左右,有机肥处理N₂O排放系数为0.3%左右。有机肥处理的NH₃挥发和N₂O排放主要发生在小麦季,化肥处理主要发生在玉米季。加倍施肥均会明显增加NH₃挥发总量和N₂O排放总量,但不影响二者的排放系数。【结论】不同粪肥与化肥配施对作物产量、田间N₂O排放和NH₃挥发的影响有明显差异。推荐施肥量下,鸡粪或猪粪不配施或配施少量化肥 (< 50%) ,牛粪配施75%左右的化肥可实现与化肥相当的作物产量,同时减少农田氮肥气态损失。     

兽用麻醉药的应用

<正>1兽用麻醉药的种类1.1吸入麻醉剂乙醚1540年研制出,1842年,英国的Long首次采用乙醚吸入麻醉,切除了颈背部肿瘤。氧化亚氮(笑气)该药物发现于1772年,1779年被应用于外科手术。二氧化碳麻醉在动物试验中首次应用,但应用于哺乳动物的麻醉效果并不理想,但其作为鱼类的麻醉剂,至今仍在研究应用。     

中国农业系统N2O排放量评估及低碳措施

为评估中国农业系统目前氧化亚氮(N2 O)排放量和各区域分布特点,采用联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)推荐方法,结合官方统计数据,对全国各区域农作物种植及粪便管理过程中产生的氧化亚氮排放量进行评估.结果表明:2018年全国农业活动带来的氧化亚氮排放量为7.333×105 t,其中农用地的氧化亚氮排放量最大,约占总排量的62.69％;禽畜粪便管理过程中估算的N2 O排放量约占总排放量的37.31％.从空间分布上看,各地域氧化亚氮排放量差异明显,其中中南地区排放量最大,其次是华东、西南、东北和华北地区,西北地区排放量最小.针对中国种植业及畜牧业相关特点,建议通过合理施氮及改善灌溉模式来提高田间管理措施;通过适当调整养殖结构、改善存储环境和改进粪便处理方式来降低氧化亚氮排放量,探索种养结合、循环利用等低碳新农业模式,实现氧化亚氮减排和科学管控.     

不同有机肥对稻田温室气体排放及产量的影响

为研究有机肥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。研究结果表明,化肥处理(CF)CH_4季节排放为202.1、279.9和332.5 kg/hm~2,与猪粪(PM)无显性差异,明显低于鸡粪(CM)和稻草(RS)处理;CF处理N_2O排放总量最高,与有机肥处理无显著性差异;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;肥料中不同活性有机碳质量分数为18.4~114.5 g/kg,肥料中被167 mmol/L高锰酸钾氧化的有机碳(ROC167)与稻田CH_4排放总量呈显著正相关关系(相关系数为0.872,P0.05);施有机肥第三年水稻平均产量比CF处理增加14.3%(P0.05);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,猪粪的ROC167含量低,能较好的协调环境与产量之间关系,是值得推荐的有机肥种类。     

秸秆还田条件下不同水分管理对双季稻田综合温室效应的影响

以南方红壤区双季稻-紫云英为研究对象,利用静态箱-气相色谱法分别分析包括绿肥和稻草等秸秆还田条件下不同水分管理对稻田CH4和N2O排放、水稻产量以及综合温室效应(GWP)的影响。试验设持续淹水(F)、中期烤田(F-D-F)和间歇灌溉(F-D-F-M)处理。结果表明,秸秆还田条件下双季稻田周年CH4排放量介于208.3kg/hm2(F-D-F-M处理)和678.2kg/hm2(F处理)之间,其中,晚稻生长季占周年CH4排放量的60.6%~71.7%。F处理周年CH4排放量显著高于F-D-F和F-D-F-M处理(P0.05)。秸秆还田条件下双季稻田周年N2O排放量为4.75~8.19kg/hm2。与F处理相比,F-D-F-M处理周年N2O排放通量显著增加(60.9%);而F和F-D-F处理之间没有显著差异。早稻和晚稻各处理产量分别为7.76~8.02t/hm2和7.22~8.69t/hm2。秸秆还田条件下,双季稻单位面积GWP和单位产量GWP分别为7648.8~18471.8kg/hm2和0.48~1.12 kg/kg,其中F-D-F和F-D-F-M处理分别显著低于F处理(P0.05)。因此,在秸秆还田条件下采用中期烤田和间歇灌溉替代持续淹水,可以同步实现双季稻高产和减轻农业生产对气候的潜在影响。     

前期不同水分状况对土壤氧化亚氮排放的影响

田间采集的新鲜土壤样品分别在室温下风干(土样D)和淹水(土样S)保存110d后,将二者的含水量分别调至20%、40%、60%、80%、100%持水量(WHC,Water Holding Capacity),在25℃下培育138h,设置不通和通入10%(v/v)乙炔的处理。结果显示,在20%～80%WHC下培育时,土样S的氧化亚氮(N2O)排放量为土样D的2.48倍～6.36倍(p<0.01),而在100%WHC水分含量下培育时,土样S的N2O排放量仅为土样D的19%(p<0.01),通入乙炔不但未使土样D的N2O排放量增加,反而显著减少。通入乙炔的处理,培养结束后硝态氮的含量增加。随培育水分含量的升高,土样S和土样D的二氧化碳排放量增大。供试土样可能存在异养硝化作用。前期水分的差异显著影响土壤N2O排放量,故在田间测定土壤N2O排放量时,要考虑土壤前期水分的差异。     

旱地农田氧化亚氮排放研究进展

针对北方旱地农田N2O的产生机理、排放规律及影响因素进行综述,指出影响旱地土壤N2O排放的主要因素是施肥、灌水和农田耕作等人为因素,合理施氮和增加土壤碳贮存是缓解温室气体排放的重要途径,并提出今后应进一步加强不同立地条件下的长期高频农田生态系统N2O排放观测、N2O产生的关键微生物过程与机理与相关观测及通量相结合和农田温室气体排放模型的应用等方面的研究。     

土壤pH影响氧化亚氮(N2O)排放的研究进展

氧化亚氮(N_2O)是第三大温室气体,也是21世纪内平流层臭氧(O_3)的首要分解者。在过去约150年间,大气中N_2O的浓度持续增加,其主要原因在于化肥和有机肥料刺激下土壤中N_2O的大量排放。因此,理解土壤中N_2O的排放机制与影响因素,已经成为估算N_2O排放清单和制定N_2O减排政策的关键科学问题。土壤pH是影响N_2O排放的重要环境因子之一,但目前对其相对重要性和影响机制尚不明确。该文基于已有文献的梳理,总结了原位观测和室内培养研究中土壤pH与N_2O排放之间的统计结果,发现多数研究中N_2O排放与土壤pH呈显著负相关关系;并且从生物硝化、生物反硝化和非生物过程3个方面探讨了土壤pH影响N_2O排放的微观机制。在此基础上,本文对今后的研究工作提出展望,以期为后续的研究提供参考和依据。