【目的】为了探索生态可持续的稻作模式,对比研究了长江中下游地区双季稻和再生稻稻作模式的产量潜力和CH_4排放特征,以此为选取绿色、生态经济可持续的稻作模式提供科学依据。【方法】于2017—2018年依托湖南省益阳市大通湖区宏硕生态农业农机合作社科研基地,设置了双季稻和再生稻2种模式,对比分析了产量潜力、稻田生育期间CH_4排放动态和稻田生态系统CH_4季节性累积排放规律以及评估了单位产量稻田CH_4排放。【结果】试验期间,从产量方面来看,双季稻早稻产量为7.37 t·hm~(-2),再生稻头季产量为8.84 t·hm~(-2),头季相比早稻增产19.95%。双季稻晚稻产量为6.82 t·hm~(-2),再生稻再生季产量为3.39 t·hm~(-2),再生季相比晚稻减产50.29%。综合两季,双季稻总产量为14.19 t·hm~(-2),再生稻总产量为12.22 t·hm~(-2);从生育期间CH_4排放动态来看,双季稻在分蘖期和齐穗期左右排放较强峰值,再生稻除了在分蘖期和齐穗期有较强的排放以外,其在施用促芽肥时也出现了小峰值。但总体双季稻的排放范围(-0.06—1.30μmol·m~(-2)·s~(-1))要高于再生稻的排放范围(-0.01—0.70μmol·m~(-2)·s~(-1));从稻田CH_4季节性累积排放来看,双季稻CH_4累积排放要高于再生稻。再生稻头季累积排放范围在23.90—266.59kg·hm~(-2),再生季累积排放范围在0.00—46.14 kg·hm~(-2)。双季稻早稻季节累积排放范围在为35.57—251.29 kg·hm~(-2),晚稻季节累积排放范围在为10.74—321.59 kg·hm~(-2)。双季稻CH_4季节累积排放A-B(两叶一心至分蘖后期)段>B-C(分蘖后期至齐穗期)段>C-D(齐穗期至成熟期)段,且全生育期双季稻累积排放达922.35 kg·hm~(-2)。再生稻CH_4累积排放B-C段>A-B段>C-D段,且全生育期CH_4累积排放为609.74 kg·hm~(-2),即相比对照双季稻,再生稻CH_4累积排放降低了33.89%;最后通过评估单位产量CH_4排放可知,早稻单位产量CH_4排放为0.069 kg·kg~(-1),头季单位产量CH_4排放为0.062 kg·kg~(-1),头季相比早稻减少了10.14%;晚稻单位产量CH_4排放为0.061 kg·kg~(-1),再生季单位产量CH_4排放为0.018 kg·kg~(-1),再生季相比晚稻降低了70.49%。综合两季,双季稻单位产量CH_4排放为0.065 kg·kg~(-1),再生稻单位产量CH_4排放为0.050 kg·kg~(-1),再生稻相比双季稻降低了23.08%。【结论】从单位产量下CH_4排放角度来看,在长江中下游双季稻的主产区扩大种植再生稻是为良策。

【目的】对中国有关稻田CH4和N2O排放试验结果进行整合分析,估算不同管理措施的减排潜力,为稻田CH4和N2O减排提供参考依据。【方法】通过建立中国稻田CH4和N2O排放的数据库,研究稻田CH4和N2O的排放特征,分析作用显著的影响因素,比较不同措施的减排效果。【结果】中国稻田CH4排放存在明显的地域性分布规律,主要表现为西南地区稻田CH4排放远高于其它地区。水稻生长季节水分管理方式、非水稻生长季水分状态、化肥氮投入量和有机物料对稻田CH4排放具有重要影响(P<0.05)。与淹水灌溉(CF)相比,前期淹水-中期晒田-淹水(F-D-F)、前期淹水-中期晒田-淹水-湿润灌溉(F-D-F-M)和间歇...

介绍了经过改装并配有火焰离子检测器 (FID)和电子捕获检测器 (ECD) ,能同步分析稻田CO2 、CH4和N2 O排放通量的气相色谱仪Agilent 4 890D的基本原理、主要配置及性能。该仪器与GC 14A气相色谱仪的分析结果十分接近。对2 0 0 1年南京市江宁区稻田CO2 、CH4和N2 O的季节排放通量的实测结果表明 ,该仪器具有简便易行 ,准确可靠等优点 ,能够满足农田生态系统几种温室气体同步分析的要求

【目的】明确覆草旱种和控释肥对稻田CH4和N2O排放通量、累积排放量、温室效应及排放强度的影响,探讨稻田温室气体减排的有效措施,为水稻的科学栽培提供理论依据。【方法】采用田间试验,用静态箱法采集气体,研究常规水田(对照)、覆草旱种稻田和覆草旱种控释肥稻田CH4和N2O日排放通量的变化规律及稻田CH4和N2O的累积排放量、温室效应和排放强度的变化。【结果】常规水田CH4排放主要集中在苗期、分蘖初期和最大分蘖期,持续时间为35d;覆草旱种稻田和覆草旱种控释肥稻田CH4排放则主要集中在苗期和分蘖初期,持续时间均为15d,二者的CH4累积排放量显著低于常规水田,仅为常规水田的20.00%和17.98%...

【目的】明确长江中下游稻区不同水旱轮作模式与氮肥水平对稻田CH_4排放的影响。【方法】以2003年至今的4种水(水稻)旱轮作长期定位试验为基础(分别为水稻-休闲(RF),水稻-紫云英(RC-G),水稻-小麦(RW)和水稻-稻草覆盖种植马铃薯(RP)),并设置3个氮肥水平,分别为N_0(0)、N_1(142.5 kg N·hm~(-2))和N_2(202.5 kg N·hm~(-2))。于2016—2017利用静态箱-气象色谱法,在田间采集并测定水稻生长季CH_4排放。【结果】(1)轮作模式与氮肥互作对稻田CH_4排放的影响主要集中在移栽后7—30 d内,其CH_4累积排放量约为整个生育期的51.9%—72.3%。(2)轮作模式与氮肥水平对稻田CH_4排放存在显著的互作效应;N_0水平下,冬季作物栽培(包括RP、RW和RC-G)显著提高稻季CH_4累积排放量,与RF相比分别增加74.1%—145.1%、68.5%—109.9%和56.4%—108.6%。(3)增施氮肥(N_1和N_2)后,CH_4排放对轮作模式的响应出现分化。其中,RF、RP和RW模式下稻季CH_4排放量随氮肥施用量的增加而逐渐增加;N_2水平下,RP、RW和RF的CH_4累积排放量分别为51.2—55.8、45.3-51.5和25.0—30.5 g·m~(-2),分别比N_0水平提高23.0%—38.4%、26.7%—33.7%和35.3%—43.5%;而与N_1相比,则提高9.9%—19.7%、20.8%—23.1%和17.4%—18.8%。而RC-G模式下则表现为增施氮肥一定程度上降低了稻季CH_4排放;与N_0相比,N_1和N_2下稻季CH_4累积排放量分别降低20.7%—42.4%和10.6%—16.6%。(4)进一步解析与土壤CH_4排放相关微生物菌群产甲烷菌(mcrA)和甲烷氧化菌(pmoA)丰度变化,发现N_0水平下秸秆及绿肥全量还田能够显著增加产甲烷菌和甲烷氧化菌丰度;相关微生物对氮肥的响应机制因轮作模式而有所差异,增施氮肥促进产甲烷菌的增殖,却抑制了甲烷氧化菌的生长,但其变化幅度因轮作处理而有所不同。随着氮肥增施,RP、RW和RF的mcrA丰度增加191.4%、160.6%和143.3%,而RC-G则仅有62.6%。(5)另外,随着氮肥施用量的增加,RF、RP和RW模式下mcrA/pmoA比值增加,其增加比例分别为71.4%—141.1%、197.1%—258.2%和84.6%—165.5%,而RC-G则相反,下降26.8%—42.3%。其变化规律与CH_4排放基本一致。【结论】稻田系统中秸秆还田C/N的相对含量可能是干扰氮肥水平对稻田CH_4排放作用的关键,当系统中碳冗余时,相关微生物活性受到土壤中有效氮制约,投入无机氮可以减轻氮的限制作用从而显著提高CH_4排放;而碳不足时,继续投入无机氮,相关微生物繁殖由于受到土壤中有限碳源的限制其活性也会受到抑制,CH_4排放相对减少。

【目的】研究稻麦两熟制农田不同土壤耕作方式对水稻生长季CH4排放的影响,为长江下游稻麦两熟制农田温室气体减排提供对策。【方法】采用裂区设计,利用静态暗箱-气相色谱法研究麦季土壤耕作方式(免耕、旋耕和翻耕)和稻季土壤耕作方式(旋耕和翻耕)对水稻生长季CH4排放的影响。【结果】稻麦两熟制农田不同土壤耕作方式下水稻生长季CH4排放呈先升高后降低的变化趋势,移栽至有效分蘖临界叶龄期CH4累积排放量占全生育期排放总量的比例为64.73%—86.84%。水稻生长季CH4排放总量麦季免耕极显著高于麦季旋耕和麦季翻耕,平均增加53%和24%;稻季翻耕较稻季旋耕平均增加CH4排放量10%,差异达显著水平。不同土...

【目的】研究间歇灌溉和长期淹灌模式下稻田CH4和N2O排放规律及其温室效应,为全面评价不同水分管理对稻田生态环境带来的影响及有效控制稻田温室效应提供理论依据。【方法】采用静态箱技术对稻田CH4和N2O排放通量进行监测,并运用增温潜势对稻田生态系统CH4和N2O排放的温室效应进行了估算。【结果】间歇灌溉稻田CH4排放峰值主要集中在水稻分蘖前期和中期,N2O排放峰值出现在水稻分蘖前期和成熟期。与长期淹灌相比,间歇灌溉稻田CH4排放通量明显降低,其累积排放量为20.04 g.m-2,比长期淹灌处理37.27 g.m-2减少了46.23%;而N2O累积排放量显著高于长期淹灌稻田,其排放量为127.42...

为解决规模养殖废弃物超排引起环境污染严重且资源大量浪费的问题,采用静态箱-气相色谱法,研究猪粪、沼液替代化肥条件下稻田CH4和N2O排放特征,并运用全球增温潜势(GWP)的方法对稻田CH4和N2O排放的温室效应进行估算。研究结果表明:与常规施肥相比,尽管猪粪替代化肥措施均显著(P<0.05)降低稻田N2O排放,但以100%或50%猪粪替代化肥处理仍显著(P<0.05)增加了稻田GWP及单位产量的GWP,分别提高了385.5%、218.2%和422.4%、228.4%,主要是由于猪粪替代化肥处理不仅改变了CH4排放规律,还显著增加了(P<0.05)稻田CH4排放。而采用100%或50%沼液替代化...

以中嘉早17号为早稻材料,以湘晚籼12号为晚稻材料,设置稻田冬季养鸡、施用生物炭、养鸡配施生物炭3种处理,以冬季休闲为对照,研究各处理下水稻的生长和产量及其土壤养分变化。结果表明:与对照相比,施用生物炭处理各生育期早稻的分蘖数降低,但二者差异无统计学意义,各生育期晚稻分蘖数显著提高;在双季稻生长的大部分时期,养鸡和养鸡配施生物炭处理双季稻的分蘖数、叶面积指数、干物质量和水稻产量构成均高于对照,双季稻的实际产量显著提高,产量增幅达8.3%19.1%;养鸡配施生物炭处理双季稻田土壤的全氮、全磷和全钾含量提高。

【目的】探讨红壤地区双季稻田改制对作物生长及土壤养分变化的影响,为灌溉条件较差稻田种植制度改革提供有效模式。【方法】利用田间定位试验方法,研究了双季稻田改种牧草、水旱轮作及旱作等模式对作物生长、产量和经济效益的影响,并分析了土壤有机质和养分含量的变化。【结果】按各处理生产产品的市场价格进行折算,稻田改制可增加产值、提高产投比。各处理比较,以水旱轮作产值最高,分别比对照、牧草和旱作处理增加34.7%、21.4%和2.2%,且牧草和旱作处理也分别较对照增加了11.0%和31.8%;牧草、水旱轮作和旱作处理产投比值分别比对照高0.9、0.6和0.3。种植牧草对提高土壤有机质和全氮、全磷及速效磷含量有...

对为期 2年的双季稻田秸秆厢沟腐熟还田免耕试验的土壤理化性质 ,微生物数量及 3种土壤酶 (脲酶 ,过氧化氢酶 ,转化酶 )活性变化进行比较研究。结果表明 ,秸秆厢沟腐熟还田免耕试验 2年后 ,土壤密度减小 ,孔隙度增加 ,土壤有机质、全氮、水解氮、速效钾含量增加。与常规翻耕相比 ,厢沟免耕 0～ 5cm土层养分富集不明显 ,细菌、真菌数量增多 ,土壤酶活性增强 ;15～ 2 5cm土层土壤密度显著降低 ,土壤有机质、全氮和水解氮分别比对照增加 5 5 2 3%、4 4 73%和 4 3 4 8%。因此 ,秸秆厢沟腐熟还田免耕能够提高土壤肥力 ,为作物生长提供良好的土壤环境。

通过4年定位试验,研究了不施肥(WF)、不施氮肥(WN)、单施化肥(CF)、猪粪替代20%氮肥(ZF)、猪粪堆肥替代20%氮肥(DF)、沼渣沼液替代20%氮肥(ZYF)6种施肥处理对双季稻田土壤的酶活性、可培养微生物数量、微生物量碳(SMBC)含量、微生物量氮(SMBN)含量、有机质含量和碳库管理指数的影响。结果表明:3种有机无机肥配施能显著提高双季稻田土壤中可培养细菌和放线菌数量,微生物量碳、微生物量氮、总有机质和活性有机质含量以及碳库活度指数、碳库管理指数,但处理间存在差异,以DF效果最好;连续耕作4年后,DF处理的土壤中可培养细菌、真菌和放线菌数量以及SMBC、SMBN含量分别比CF的提高了67.94%、50.30%、55.51%、17.96%和50.17%;DF的土壤磷酸酶、脲酶、转化酶和纤维素酶活性分别比CF的提高了18.19%、7.85%、73.47%和105.00%;总有机质、活性有机质含量及碳库管理指数分别比CF的提高了15.17%、58.40%、71.98%。综合分析,猪粪堆肥与化肥配施显著提高了稻田土壤中磷酸酶、脲酶、转化酶和纤维素酶活性和可培养细菌、真菌和放线菌数量,SMBC和SMBN的含量以及碳库管理指数,长期有机无机肥配施(尤其是猪粪堆肥与化肥配施)是扩大土壤碳库、提高土壤质量的有效途径。

研究双季稻区6种不同土壤类型对晚稻产量及稻米品质的影响,可为指导不同地域的水稻优质生产提供重要参考。本文以6年定位试验为基础,研究了南方双季稻区6种不同土壤类型晚稻产量及稻米品质的变化。结果表明,在6种不同土壤类型中,各处理优质晚稻的有效穗、每穗总粒数、结实率、千粒重和产量均无明显差异。垩白大小与穗干重之间呈显著的正相关。水稻产量以红黄泥田最高,达7570.46 kg/hm2,大小顺序为红黄泥田>河沙泥>灰泥田>麻沙泥>紫泥田>黄泥田。红黄泥田和紫泥田有利于提高优质晚稻的出糙率、精米率;灰泥田和河沙泥田有利于提高稻米的整精米率;黄泥田有利于提高稻米的胶稠度、蛋白质,降低垩白米率、垩白大小和直链...

【目的】明确覆草旱种和控释肥对稻田CH4和N2O排放通量、累积排放量、温室效应及排放强度的影响，探讨稻田温室气体减排的有效措施，为水稻的科学栽培提供理论依据。【方法】采用田间试验，用静态箱法采集气体，研究常规水田（对照）、覆草旱种稻田和覆草旱种控释肥稻田CH4和N2O日排放通量的变化规律及稻田CH4和N2O的累积排放量、温室效应和排放强度的变化。【结果】常规水田CH4排放主要集中在苗期、分蘖初期和最大分蘖期，持续时间为35 d；覆草旱种稻田和覆草旱种控释肥稻田CH4排放则主要集中在苗期和分蘖初期，持续时间均为15 d，二者的CH4累积排放量显著低于常规水田，仅为常规水田的20.00%和17.9...