增密減氮對(duì)稻田溫室氣體排放及水稻產(chǎn)量的影響.pdf

1、溫室氣體增加所引起的全球氣候變暖和平流層臭氧減少等環(huán)境問(wèn)題，正日益受到公眾的廣泛關(guān)注。CO2、CH4、N2O是三種最主要的溫室氣體，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是它們的重要排放源之一。我國(guó)是水稻種植大國(guó)，其面積約占全世界的18.8％，來(lái)源于稻田的CH4排放約占全國(guó)CH4總排放的17.93％。稻田排放的N2O約占我國(guó)農(nóng)田氮肥直接排放N2O總量的7～11％。氮肥施用不僅是水稻高產(chǎn)的主要技術(shù)措施，也與稻田N2O排放直接相關(guān)，并通過(guò)影響作物群體生長(zhǎng)而間接影響稻

2、田CH4排放?？梢?jiàn)，通過(guò)控制作物群體和施肥管理來(lái)實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)和稻田減排，對(duì)我國(guó)糧食安全保障和節(jié)能減排的意義重大。
　　現(xiàn)有關(guān)于密度和氮肥調(diào)控對(duì)水稻生長(zhǎng)影響的相關(guān)研究，主要集中在水稻產(chǎn)量和稻谷品質(zhì)上，對(duì)溫室氣體排放的相關(guān)研究尚未見(jiàn)報(bào)道。因此，本研究主要以江蘇省丹陽(yáng)市稻田生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象，采用靜態(tài)暗箱-氣相色譜法田間原位同步測(cè)定CH4和N2O通量，探討不同增密減氮對(duì)稻田溫室氣體排放和水稻產(chǎn)量的影響。試驗(yàn)以尿素為氮源，常規(guī)粳稻寧粳3號(hào)

3、和雜交秈稻Y兩優(yōu)302為試驗(yàn)品種。常規(guī)高產(chǎn)稻作的種植密度和施肥量為對(duì)照，設(shè)置四個(gè)不同密度和氮肥施用量的配套模式，來(lái)探討不同密度和施肥水平下，溫室氣體排放和水稻產(chǎn)量變化。擬通過(guò)增加密度，減少基蘗肥，來(lái)實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和稻田減排的目標(biāo)。
　　主要研究結(jié)果如下:
　　不同氮肥密度處理下，稻田CH4的排放的變化趨勢(shì)基本一致。不同氮肥和密度處理下，寧粳3號(hào)稻田的CH4排放均為雙峰型，峰值分別出現(xiàn)在分蘗期和抽穗期，CH4排放通量分布在-

4、0.26～68.79mgm-2h-1。Y兩優(yōu)302在移栽后表現(xiàn)為高的CH4排放通量，在生育期內(nèi)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，CH4排放通量分布在-1.60～46.62mgm-2h-1。隨氮肥減少，密度增加，寧粳3號(hào)CH4總排呈降低趨勢(shì)，最高為常規(guī)模式，CH4排放量為495.3kgha-1，Y兩優(yōu)302趨勢(shì)相反，最高為增密減氮處理2，CH4排放量為489.7kgha-1。
　　不同氮肥密度處理下，稻田CH4的排放強(qiáng)度不同。寧粳3號(hào)常規(guī)高產(chǎn)模式下單位

5、籽粒CH4排放最高(43.519kg-1)，比四個(gè)增密減氮處理(M4，M3，M2，M1)分別高38、34、39、55％。Y兩優(yōu)302在增密減氮處理2下，單位籽粒CH4排放最高(達(dá)42.529kg-1)，較常規(guī)對(duì)照模式高42％。Y兩優(yōu)302單位生物量CH4排放增密減氮模式高于常規(guī)模式，而寧粳3號(hào)常規(guī)模式在生育期內(nèi)單位生物量CH4排放始終高于增密減氮處理?？梢?jiàn)，在增密減氮處理下，寧粳3號(hào)CH4的排放強(qiáng)度降低，而Y兩優(yōu)302則表現(xiàn)為升高，這可

6、能與兩個(gè)品種對(duì)氮肥的響應(yīng)程度不同以及品種的植株生長(zhǎng)特性不同有關(guān)。
　　隨氮肥減少和密度增加，稻田N2O排放逐漸減少。Y兩優(yōu)302和寧粳3號(hào)在常規(guī)模式下N2O的排放總量分別為1.98kgha-1和1.35kgha-1。在整個(gè)生育期內(nèi)，寧粳3號(hào)和Y兩優(yōu)302N2O的排放通量呈波動(dòng)變化，在施入氮肥后，所有處理和常規(guī)模式N2O排放均升高。寧粳3號(hào)和Y兩優(yōu)302在常規(guī)模式和增密減氮處理1N2O變化幅度較大，且N2O的排放通量一般高于其他增密

7、減氮處理。
　　不同增密減氮處理下，溫室氣體的總排放量差異顯著，但CH4的排放量均超過(guò)總排放量的90％。Y兩優(yōu)302溫室氣體總排放量呈上升趨勢(shì)，寧粳3號(hào)則呈下降趨勢(shì)。Y兩優(yōu)302在增密減氮處理2下排放量最高，達(dá)12295.50kgha-1CO2eq，比常規(guī)模式高出近50％。寧粳3號(hào)常規(guī)模式下溫室氣體排放最高，排放量高達(dá)12461.17kgha-1CO2eq，其他增密減氮處理，其值在7000～9000kgha-1CO2eq之間。寧粳

8、3號(hào)在增密減氮處理下單位生產(chǎn)力排放強(qiáng)度降低。
　　不同增密減氮處理對(duì)水稻產(chǎn)量影響程度不同。Y兩優(yōu)302產(chǎn)量依次為M1＞M3＞C＞M4＞M2，增密減氮處理1產(chǎn)量最高，達(dá)804.85kgmu-1，其余四個(gè)模式畝產(chǎn)均超過(guò)700kgmu-1。寧粳3號(hào)常規(guī)模式下水稻產(chǎn)量最高，達(dá)770.9kgmu-1。隨氮肥減少，密度增加，Y兩優(yōu)302有效穗數(shù)逐漸升高，寧粳3號(hào)有效穗數(shù)逐漸降低，與二者的水稻產(chǎn)量變化趨勢(shì)一致。不同處理下，水稻千粒重和收獲指數(shù)差