寒地稻作不同灌溉模式的節(jié)水及溫室氣體排放效應(yīng)試驗研究.pdf

1、作為世界主要糧食作物之一的水稻，在其生產(chǎn)過程中面臨著水資源日趨緊張及溫室氣體排放日漸增大的問題，成為學(xué)術(shù)界研究的熱點，也是社會各界關(guān)注的焦點。
　　 本文以寒地稻作為研究對象，采用理論分析、盆栽試驗、大田試驗及綜合評價等方法對寒地稻區(qū)現(xiàn)行的具有代表性的四種灌溉模式的節(jié)水及溫室氣體排放效應(yīng)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的分析研究。
　　 在大田試驗與盆栽試驗的基礎(chǔ)上，較為全面地分析了控制灌溉、濕潤灌溉、間歇灌溉及淹灌對水稻生物量、天然降水

2、利用率、水分利用效率及灌溉水利用率的影響，分析了不同灌溉模式的CH4及N2O的排放規(guī)律，并就其中一些影響CH4及N2O排放的因素進(jìn)行了分析，評估了不同灌溉模式的溫室效應(yīng)。采用基于RAGA的PPC模型進(jìn)行評價，為進(jìn)一步篩選適合寒地黑土稻作區(qū)的環(huán)境友好型節(jié)水技術(shù)提供理論依據(jù)。
　　 主要研究結(jié)論如下：
　　 1.從單位水量來看，控灌能夠獲得較高的產(chǎn)量，間灌和濕潤灌溉居中，淹灌最低。水分利用效率分析表明，控灌效率最高，灌溉水生

3、產(chǎn)效率為2.59 kg·m-3，水分生產(chǎn)效率為1.55 kg·m-3：間灌次之，灌溉水生產(chǎn)效率為2.22 kg·m-3，水分生產(chǎn)效率為1.40 kg·m-3；濕潤灌再次之，灌溉水生產(chǎn)效率為1.93 kg·m-3，水分生產(chǎn)效率為1.22 kg·m-3；淹灌最低，灌溉水生產(chǎn)效率為1.38kg·m-3，水分生產(chǎn)效率為0.97 kg·m-3。
　　 2.有效降雨量在水稻耗水量中的比例，控灌水稻有效雨量所占比重最大達(dá)到40.05％，淹灌最

4、小為29.55%，濕潤灌溉和間歇灌溉居中，分別為36.48%和36.96%；在天然降水利用率方面，淹灌為83.51%，控制灌溉為72.05%，濕潤灌溉為89.32%，間歇灌溉為76.93%。
　　 3.在水稻全生育期內(nèi)，淹灌模式下的CH4排放量最大，間歇灌溉次之，濕潤灌溉再次之，控制灌溉最小。淹灌模式下的水稻CH4平均排放通量為2.49 mg·m-2·h-1，累積排放量為6.46g·m-2，溫室效應(yīng)1356.51 kgCO2·h

5、a-1；間歇灌溉模式下的水稻CH4平均排放通量為2.11 mg·m-2·h-1，累積排放量為5.47 g·m-2，溫室效應(yīng)1149.52 kgCO2·ha-1；濕潤灌溉模式下水稻CH4平均排放通量為1.36mg·m-2·h-1，累積排放量為3.52 g·m-2，溫室效應(yīng)739.18 kgCO2·ha-1；控制灌溉模式下水稻CH4平均排放通量為0.97mg·m-2·h-1，CH4累積排放量為2.51 g·m-2，溫室效應(yīng)526.49 kg

6、CO2·ha-1。
　　 4.在水稻全生育期內(nèi)，控制灌溉模式下的N2O排放量最大，間歇灌溉次之，濕潤灌溉居三，淹灌最小。控制灌溉模式下的水稻N2O平均排放通量為29.71μg·m-2·h-1，累積排放通量為77.01 mg·m-2，溫室效應(yīng)為238.72 kgCO2·ha-1；間歇灌溉模式下的水稻N2O平均排放通量為26.53μg·m-2·h-1，累積排放通量為68.47 mg·m-2，溫室效應(yīng)為213.19 kgCO2·ha-

7、1；濕潤灌溉模式下的水稻N2O平均排放通量為26.14μg·m-2·h-1，累積排放通量為67.76 mg·m-2，溫室效應(yīng)為210.16 kgCO2·ha-1；淹灌模式下的水稻N2O平均排放通量為14.23μg·m-2。h-1，累積排放通量為36.88 mg·m-2，溫室效應(yīng)為114.32 kgCO2·ha-1。
　　 5.除濕潤灌溉外，其他三種灌溉模式CH4排放通量峰值均在分蘗期出現(xiàn)，濕潤灌溉則較之滯后，在拔孕期出現(xiàn)；N2O

8、排放呈現(xiàn)明顯的雙峰特征，四種灌溉模式下的稻田均在分蘗期和黃熟期出現(xiàn)峰值；較淹灌而言，控制灌溉、濕潤灌溉及間歇灌溉三種模式均能有效抑制溫室氣體的排放并降低CH4與N2O總的溫室效應(yīng)。
　　 本文創(chuàng)新點主要有以下兩點：
　　 1.通過盆栽試驗和SWBM理論計算不同灌溉模式的天然降水利用率，明確給出兩種計算方法。
　　 2.在我國高寒地區(qū)開展了寒地水稻溫室氣體排放試驗研究，提出了不同灌溉模式的溫室氣體排放成果，填補了寒