長期不同施肥制度下紅壤雙季稻田甲烷與氧化亞氮排放的研究.pdf

1、本研究于2007-2008年在中國科學(xué)院湖南省桃源農(nóng)業(yè)生態(tài)站試驗場內(nèi)進行，試驗地土壤為經(jīng)過17年不同施肥制度定位試驗的第四紀紅色粘土發(fā)育而成的水稻土。選取其中6個處理進行試驗，所選處理如下為：①不施化肥和有機肥（CK）；②化學(xué)N、P肥（NP）；③化肥N、K肥（NK）；④化學(xué)N、P、K肥（NPK）；⑤化學(xué)N、P、K肥+全量秸稈還田+綠肥（FOM）；⑥2/3化學(xué)N、P肥+1/3化學(xué)K肥+1/2秸稈還田+綠肥（ROM）。采用靜態(tài)箱法-氣相色譜

2、法對雙季稻田CH4和N2O排放進行監(jiān)測，研究了長期不同施肥制度下CH4和N2O排放規(guī)律及其影響因素，探討了各個環(huán)境和作物因素對CH4和N2O排放的影響，并估算長期不同施肥制度下雙季稻田CH4和N2O排放對溫室效應(yīng)的貢獻。研究結(jié)果表明：
　　 1.稻田是甲烷和氧化亞氮的主要排放源。長期不同施肥制度下，年際間雙季稻田甲烷排放具有相同的季節(jié)變化規(guī)律。早稻季甲烷排放呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，最高排放峰主要集中在移栽后35天左右，即：早稻分蘗期

3、。晚稻甲烷排放表現(xiàn)為先升高后降低的變化趨勢，呈現(xiàn)明顯的單峰型。移栽后一周左右達到排放最高峰，即晚稻的移栽返青-分蘗期。早稻季氧化亞氮排放量較小，呈現(xiàn)零星的峰值。晚稻季生長前期幾乎監(jiān)測不到氧化亞氮的排放，但生長后期氧化亞氮排放量顯著增加，出現(xiàn)全年氧化亞氮排放最高峰。稻田CH4和N2O的排放呈現(xiàn)互為消長的規(guī)律，具有交互效應(yīng)。稻田淹水期是CH4的排放高峰期，稻田落干曬田期為N2O的排放高峰期。
　　 2.早稻各處理甲烷的平均排放通量為

4、8.5～19.4 mg.m-2.h-1，晚稻為17.2～43.8mg.m-2.h-1。從總的排放通量來看，在雙季稻田中，67-69％的甲烷排放量集中在晚稻季。早、晚稻田的累積排放量分別為140.6～350.7 Kg/ha和352.3～861.7 Kg/ha，不同施肥處理的甲烷累積排放量的大小順序分別為FOM>ROM>NPK>NK>NP>CK。長期不同施肥制度對雙季稻田N2O的排放也有一定的影響。無論是在早稻季還是在晚稻季，N2O的平均排

5、放通量和累積排放量均為有機無機配施的FOM處理最高。缺素處理NP和NK兩處理排放量要高于平衡施肥的NPK處理。因此，在本研究條件下，稻草還田對稻田甲烷和氧化亞氮的排放都具有明顯促進作用，而平衡施肥顯著抑制了稻田氧化亞氮的排放。
　　 3.影響稻田溫室氣體排放的環(huán)境因素主要包括水層深度、土壤Eh、土壤pH和土壤溫度等，本研究表明早稻季各施肥處理CH4排放與水層深度、土壤Eh、土壤pH值均無相關(guān)性，與5cm土溫呈顯著正相關(guān)。說明在適

6、宜甲烷產(chǎn)生的厭氧環(huán)境中，土壤溫度是甲烷排放的主要限制因子。而N2O的排放與上述四種環(huán)境因素均無相關(guān)性。晚稻季各施肥處理CH4的排放與田面水層深度、土壤pH值、5cm土溫和土壤Eh值呈顯著正相關(guān)和負相關(guān)。N2O排放僅FOM、ROM和NPK處理與田面水層深度、土壤pH值、5cm土溫和土壤Eh值呈負相關(guān)和正相關(guān)關(guān)系。
　　 4.在雙季稻中，稻田CH4累積排放量與水稻植株高度、生物量、土壤有機質(zhì)和全N含量呈顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系。N2

7、O累積排放量僅晚稻季與土壤有機質(zhì)和全N含量呈正相關(guān)，與水稻植株高度、生物量無相關(guān)性。
　　 5.結(jié)合各施肥處理早、晚稻季生物量與產(chǎn)量和溫室氣體排放分析表明，雖然早稻季的稻草還田使晚稻季的生物量大幅度增加，并未顯著提高晚稻季水稻的經(jīng)濟產(chǎn)量，相反顯著地增加了甲烷和氧化亞氮的排放量。因此，在本實驗條件下建議晚稻移栽前不要實行秸稈還田。
　　 6.通過對不同施肥處理“單位產(chǎn)量的GMP”值的計算，可以綜合評價不同施肥處理對雙季稻田