施用生物炭和秸秆还田对农田温室气体排放及增温潜势的影响

【目的】农业生态系统增温潜势是影响全球气候变化的重要部分。本研究通过田间试验明确施用生物炭和秸秆还田对农田增温潜势的影响,以期为减缓气候变化和农业废弃物资源化利用提供理论依据。【方法】在山东省桓台县农业生态系统试验站的冬小麦-夏玉米轮作农田中开展了3年田间定位试验,试验共设置4个处理:①对照(CK);②施用生物炭9.0t·hm^(-2)·a^(-1)(C);③全量秸秆还田(S);④秸秆还田配施9.0 t·hm^(-2)·a^(-1)生物炭(CS)。4个处理均施等量的氮磷钾化肥,其中氮肥为尿素,用量为200 kg·hm^(-2)·a^(-1),磷肥为过磷酸钙,用量为55 kg·hm^(-2)·a^(-1),钾肥为硫酸钾,用量为40 kg·hm^(-2)·a^(-1)。采用静态暗箱-气相色谱法测定各处理温室气体(CO_(2)、N_(2)O和CH_4)的排放通量并计算净全球增温潜势(NGWP)和温室气体排放强度(GHGI),分析连续施用生物炭和秸秆还田对农田温室气体排放及增温潜势的影响。【结果】(1)综合3年的温室气体排放情况,与CK处理相比,S和CS处理的年平均生态呼吸排放量(Re)分别增加了47.8%和67.9%(P<0.05);C处理的年平均N_(2)O累积排放量降低了20.3%(P<0.05),而S和CS处理的N_(2)O年平均累积排放量分别增加了23.6%和41.4%(P<0.05)。(2)与CK处理相比,C、S和CS处理的土壤有机碳年平均变化量(ΔSOC)均有显著增加,其中CS处理增幅最大,增加了150.6%(P<0.05)。与第1年相比,C、S和CS处理第3年的ΔSOC均有显著增加(P<0.05),分别增加了21.7%、20.8%和17.8%。各处理的NGWP和GHGI均存在显著差异,与CK相比,C、S和CS处理的年平均NGWP分别降低了163.5%、171.7%和273.0%(P<0.05),与第1年相比,C、S和CS处理第3年的NGWP均有显著降低(P<0.05),分别降低了73.4%、58.8%和54.7%。与CK相比,C、S和CS处理的年平均GHGI分别降低了236.2%、253.3%和388.9%(P<0.05),C、S和CS处理第3年的GHGI较第1年分别降低了126.3%、98.2%和108.6%(P<0.05)。就产量而言,C、S和CS处理的作物产量保持相对稳定,有轻微增长,但与CK相比无显著差异。【结论】与单施化肥相比,在施化肥的基础上添加生物炭、秸秆还田、秸秆还田配施生物炭的措施均能够在不影响作物产量的前提下抑制增温潜势,其中秸秆还田配施生物炭能够最大程度地降低农田增温潜势,因此秸秆还田配施生物炭是增加农田固碳、缓解气候变化的一项有效措施。

全球增温潜势和全球温变潜势对主要国家温室气体排放贡献估算的差异

全球增温潜势(GWP)和全球温变潜势(GTP)是目前常用的温室气体增温能力的通用指标。如果用GTP代替GWP,1990—2005年,欧盟、美国、日本、加拿大和南非温室气体排放所占份额增加,而巴西、澳大利亚、中国、印度、墨西哥和俄罗斯所占份额减少;2015—2030年,欧盟、美国、日本、中国所占份额将增加,而俄罗斯、加拿大、澳大利亚、印度、墨西哥和巴西所占份额会减少。用GTP代替GWP后,巴西、澳大利亚等国所占份额减小,而欧盟所占份额增加,这可能是巴西、澳大利亚等国考虑尽早采用GTP代替GWP而欧盟反对的一个重要原因。

农业废弃物还田对黑土温室气体排放及全球增温潜势的影响

【目的】研究牛粪、鸡粪、玉米秸秆与化肥配施还田,对黑土温室气体排放及全球增温潜势的影响。【方法】采用静态箱法,试验共设5个处理,分别为:空白对照,单施化肥,牛粪还田配施50%化肥氮(化肥中氮的质量分数为肥料中总氮量的50%),鸡粪还田配施50%化肥氮,秸秆还田配施90%化肥氮。除对照外各处理总施氮量为240kg·hm^(-2)。【结果】各处理中秸秆还田处理的CO_2平均排放通量及总排放量最高,分别达388.96 mg·m^(-2)·h-1和14 718.97 kg·hm^(-2),且追施氮肥明显增加CO_2的排放;单施化肥处理CH_4平均吸收通量及总吸收量最高,分别达0.042 mg·m^(-2)·h-1和1.36 kg·hm^(-2);单施化肥处理N_2O平均排放通量及总排放量最高,分别达0.153 mg·m^(-2)·h-1和5.75 kg·hm^(-2)。秸秆还田处理的全球增温潜势显著高于其他处理,牛粪还田处理较单施化肥处理全球增温潜势降低,但差异不显著。【结论】秸秆覆盖会增加黑土中的CO_2的排放,旱田土壤是大气中CH_4的重要吸收汇,有机无机肥配施对比单施化肥能减少土壤中N_2O的排放,各农业废弃物还田处理对大气变暖贡献程度不同。

滴灌对干旱区春小麦田土壤CO_2、N_2O排放及综合增温潜势的影响

对比新疆干旱区滴灌和传统灌溉对春小麦田土壤CO_2和N_2O排放通量及综合增温潜势的影响差异,旨在为该区有利于农田温室气体减排的农业管理措施的制定提供科学依据。在春小麦田中,设置滴灌和漫灌两种灌溉方式(其中滴灌包含滴灌管间和滴灌管上2个不同的空间处理),利用静态暗箱-气相色谱法对两种灌溉方式下不同处理的土壤CO_2及N_2O排放通量及影响因素进行了测定和分析。结果表明:在春小麦生长季,滴灌方式下土壤CO_2排放通量均值比漫灌减少了35.76%。滴灌管间和滴灌管上两个处理的土壤CO_2排放通量无显著差异,均值分别为906.28、838.25 mg·m^(-2)·h^(-1),但均与漫灌处理有显著性差异(P<0.05)。滴灌方式下土壤N2O排放通量达74.81μg·m^(-2)·h^(-1),比漫灌增加25.87%。滴灌管间和滴灌管上处理土壤N_2O平均排放通量均高于漫灌,分别为85.76、63.62μg·m^(-2)·h^(-1),3个处理间均无显著性差异(P>0.05)。滴灌和漫灌方式下土壤CO_2累积排放量分别为2 188.68、3180.91 g·m^(-2),土壤N2O累积排放量分别为188.62、160.60 mg·m^(-2),滴灌方式下春小麦田土壤CO_2和N_2O的综合增温潜势比漫灌减少983.55 g CO^(-2)·m^2。相关性分析表明,滴灌管间处理土壤CO_2排放通量与大气温度及5、10 cm地温的相关性均达显著水平(P<0.05),与10~20 cm层土壤微生物量碳呈极显著相关(P<0.01);漫灌方式下,0~10 cm和10~20 cm层土壤水分显著影响土壤N_2O排放通量(P<0.05);滴灌方式下滴灌管上处理的0~10 cm层土壤水分与土壤N_2O排放通量显著相关(P<0.05),滴灌管间处理的10~20cm层土壤NH_4^+-N含量是影响N2O排放通量的显著因素(P<0.05)。

CH_4和N_2O的辐射强迫与全球增温潜能

CH4和N2O作为主要温室气体,自工业革命以来排放量急剧增加,已经被列入《京都议定书》要求控制它们的排放。本文利用高光谱分辨率的辐射传输模式,计算了CH4、N2O在晴空大气和有云大气条件下的瞬时辐射效率和平流层调整的辐射效率,以及它们的全球增温潜能(GWP)和全球温变潜能(GTP),并根据模式结果拟合了CH4和N2O的辐射强迫的简单计算公式。本文的研究表明:CH4和N2O在有云大气下的平流层调整的辐射效率分别为4.142×10–4Wm–2ppb–1和3.125×10–3Wm–2ppb–1(1ppb=10–9),经大气寿命调整后的辐射效率分别为3.732×10–4Wm–2ppb–1和2.987×10–3Wm–2ppb–1,与IPCC(2007)的相应结果高度一致。CH4和N2O100年的全球增温潜能GWP分别为16和266;100年的脉冲排放的全球温变潜能GTPP分别为0.24和233;持续排放的全球温变潜能GTPS分别为18和268。它们在未来全球变暖和气候变化中,影响仅次于CO2,仍然起着非常关键的作用。

种植模式协同秸秆管理对稻田温室气体排放的影响

在浙江省嘉善县选取1.3 hm^(2)稻田,设置节水旱管+秸秆还田/不还田与普通淹灌+秸秆还田/不还田2种种植模式4个处理组(以下简称节水还田、节水不还田、普通还田、普通不还田),采用静态箱-气相色谱法获取28批次336个稻田甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)排放数据,同时结合土壤颗粒有机碳(POC)等6个环境因子12个样品分析结果,探究种植模式协同秸秆管理对稻田温室气体排放特征的影响。结果显示:1)CH_(4)累计排放量依次为普通还田>普通不还田>节水还田>节水不还田,N_(2)O累计排放量为普通还田>节水不还田>节水还田>普通不还田。全球增温潜势(GWP)与温室气体排放强度(GHGI),普通还田最高,分别为7696.03 kg/hm^(2)(以CO_(2)计,全文同)、0.97 kg/kg;节水不还田最低,分别为2110.12 kg/hm^(2)、0.21 kg/kg。2)最小显著差异法分析结果表明,各处理组之间CH_(4)累计排放量存在显著差异。据Pearson相关性分析结果,CH_(4)累计排放量与POC含量呈极显著正相关(P<0.01),与微生物碳含量呈显著正相关(P<0.05);N_(2)O累计排放量则与硝态氮(NO_(3)^(-)-N)含量呈显著正相关(P<0.05),GWP、GHGI与POC含量呈极显著正相关(P<0.01)。3)种植模式与秸秆管理均对CH_(4)累计排放量有极显著影响(P<0.01),二者交互作用对CH_(4)累计排放量、N_(2)O累计排放量有显著影响(P<0.05)。研究表明,水稻节水旱管种植协同秸秆还田措施是一种气候友好型的高产经济种植模式,既可保证粮食安全,降低秸秆离田成本,对于减缓全球温室效应也具有积极作用。

冬小麦-夏玉米Ⅱ夏花生周年种植的农田温室气体排放及碳足迹评价

为探究冬小麦-夏玉米Ⅱ夏花生周年种植模式对农田温室气体排放及碳足迹的影响,设置冬小麦-夏玉米、冬小麦-夏花生、冬小麦-夏玉米Ⅱ夏花生3种轮作种植方式;其中夏玉米Ⅱ夏花生间作设置3∶4,3∶6和6∶8三种行比。通过大田试验研究了周年农田温室气体排放和碳足迹特征。结果表明,夏玉米Ⅱ夏花生种植模式能够减少农田温室气体的排放,与玉米单作相比,土壤CO_(2)和N_(2)O的平均排放通量降幅分别为10.24%~18.75%和10.78%~23.93%、排放总量降幅分别为8.30%~19.12%和14.09%~26.81%。间作减少了后茬冬小麦(轮作模式下)的温室气体排放,间作处理的后茬冬小麦较玉米单作处理的后茬冬小麦土壤CO_(2)排放通量减少3.79%、排放总量减少3.84%;土壤N_(2)O排放通量减少16.80%、排放总量减少17.66%;土壤CH_(4)排放总量呈现“汇”现象。此外,单作玉米生产过程中碳足迹主要来源是氮肥,占总排放的49.13%;单作花生生产过程中碳足迹主要来源是氮肥和地膜,分别占总排放的23.77%和26.06%;间作模式下碳足迹主要来源是氮肥、柴油和地膜,分别占总排放的31.50%、16.74%、17.92%。间作模式增加了后茬小麦碳排放效率、降低了全球增温潜势和温室气体排放强度。综上,冬小麦-夏玉米Ⅱ夏花生(间作玉米花生行比3:6)周年种植模式能够减少农田碳排放与作物生产过程中的碳足迹,具有良好的生态效益。

填闲作物对烤烟生长和温室气体排放的影响

为了解填闲作物对烤烟生长和温室气体排放的影响,本研究以潮土烟田为研究对象,在冬季休闲期分别种植光叶紫花苕(Vicia villosa var.glabrescens)、小黑麦(×Triticale Wittmack)和油菜(Brassica napus),地上部分饲用,残茬还田,分析各处理间填闲作物及烤烟生物学产量、土壤CO_(2)和N_(2)O排放的差异。结果表明:(1)3种填闲作物处理烤烟总生物量和烟叶产量均显著高于对照,其中光叶紫花苕最高、油菜次之;(2)光叶紫花苕-烤烟、小黑麦-烤烟和油菜-烤烟土壤CO_(2)排放量分别略高于、显著高于和显著低于对照,土壤N_(2)O排放量均显著低于对照,其中油菜-烤烟差异最大;(3)烟田土壤CO_(2)的全球增温潜势远大于N_(2)O,光叶紫花苕、小黑麦和油菜处理土壤的全球增温潜势分别是对照的106.1%、116.2%和78.1%。综上所述,黄淮烟区潮土烟田油菜-烤烟种植模式既能提高烤烟收益又可降低烟田土壤的全球增温潜势,光叶紫花苕-烤烟在不显著提高烟田土壤全球增温潜势的同时可更大幅度提高烤烟收益,因此,可因地制宜发展油菜-烤烟或光叶紫花苕-烤烟等种植模式。

秸秆还田和种植制度对长江中游稻田温室气体排放的影响

为研究长江中游地区不同稻作种植制度下温室气体排放对秸秆还田的响应,本研究通过田间试验,连续监测秸秆还田和不还田条件下,双季稻、再生稻和春玉米-晚稻(玉稻)3种稻作模式甲烷(CH_(4))、氧化亚氮(N_(2)O)排放通量及土壤理化性质和相关环境因子的变化差异。结果表明:双季稻和再生稻周年CH_(4)累积排放量分别比玉稻模式高175.5%和203.4%(秸秆还田)及109.6%和126.4%(秸秆不还田);秸秆还田导致双季稻周年CH_(4)累积排放量提高了31.4%,再生稻提高了33.9%,但对玉稻模式周年CH_(4)累积排放没有显著影响。无论是否秸秆还田,玉稻模式周年N_(2)O累积排放量显著高于双季稻和再生稻模式;秸秆还田导致玉稻模式周年N_(2)O累积排放量增加36.3%,双季稻模式增加43.7%,但对再生稻模式周年N_(2)O累积排放量没有显著影响。相关分析显示,CH_(4)排放量与气温及土壤含水量呈显著正相关,与硝态氮呈显著负相关(P<0.05),而N_(2)O排放量与硝态氮、铵态氮呈显著正相关。在100年尺度CO_(2)当量下,玉稻模式的周年全球增温潜势(GWP)显著低于双季稻和再生稻模式;相对于秸秆不还田,秸秆还田下双季稻模式的周年GWP显著增加31.8%,再生稻模式周年GWP显著增加32.8%,玉稻模式的周年GWP在秸秆还田和不还田下无显著差异。在所有处理中,周年GWP主要由CH_(4)排放贡献,N_(2)O排放引起的增温潜势占比较小,表明减少稻作系统CH_(4)排放对减缓温室效应至关重要。无论秸秆是否还田,玉稻模式周年温室气体排放强度(GHGI)均低于双季稻和再生稻模式,秸秆还田对不同稻作系统的周年GHGI均无显著影响。综上所述,秸秆还田对温室气体排放的影响程度因稻作模式而异,玉米-晚稻轮作是一种生态环境友好型的稻田种植模式。

水氮调控对葡萄园土壤温室气体排放及其增温潜势的影响

【目的】探究不同水氮调控下鲜食葡萄园土壤N_2O、CO_2和CH_4 3种温室气体的排放特征及其增温潜势,以期了解水氮调控对温室气体排放的贡献,旨在筛选出更为合理的水氮调控管理模式,从而为减缓葡萄园温室气体排放,促进葡萄产业可持续生产提供科学依据和技术参考。【方法】于2017年4—12月,选择在河北省葡萄主产区—昌黎,以鲜食葡萄‘红地球’为供试葡萄品种,通过田间小区设置传统水氮、移动水肥、优化水氮和优化水氮+DMPP(3,4-二甲基吡唑磷酸盐,一种新型的硝化抑制剂) 4个处理,采用密闭静态箱-气相色谱法对鲜食葡萄园土壤3种温室气体(N_2O、CO_2和CH_4)排放量进行监测,比较其综合增温潜势差异,并测定葡萄产量。【结果】N_2O排放通量施肥后呈现单峰趋势,在施肥灌水后的1—2 d出现峰值。氮肥能显著提高土壤N_2O排放通量,与传统水氮相比,减氮控水处理能降低73.03%—88.19%的N_2O平均排放通量,达到显著性差异(P<0.05)。等氮条件下配施DMPP能平均降低50.08%的N_2O排放通量;各处理CO_2排放通量变化趋势一致,在施肥后2—3 d达到排放高峰,在生长期内表现为季节变化规律。减氮控水处理能减少60.56%—62.13%的CO_2排放,达到减排效果;CH_4排放通量则无明显变化趋势,施肥后CH_4排放通量时正时负,其中传统水氮CH_4排放通量波动性较大,范围在-0.132—0.238μg·m^(-2)·h^(-1),减氮控水处理之间变化趋势平缓,无显著性差异(P>0.05)。在整个试验期间,各处理土壤N_2O排放总量从高到低依次是传统水氮、优化水氮、移动水肥和优化水氮+DMPP,分别为3.90、2.83、2.76和2.65 kg·hm^(-2),排放系数介于0.58%—0.67%。与传统水氮处理相比,减氮控水处理(移动水肥、优化水氮和优化水氮+DMPP)可使N_2O总排放累积量降低27.56%—32.09%;各处理土壤CO_2和CH_4的累积排放量,分别为传统水氮(3 816.05 kg·hm^(-2)、0.060 g·hm^(-2)),移动水肥(3 387.33 kg·hm^(-2)、-0.075 g·hm^(-2)),优化水氮(3 410.95 kg·hm^(-2)、-0.036 g·hm^(-2))和优化水氮+DMPP(3 412.06 kg·hm^(-2)、-0.030 g·hm^(-2))。减氮控水处理可分别使CO_2排放累积量降低10.59%—11.23%,CH_4总排放累积量降低150.23%—224.38%。结合葡萄产量,减氮控水处理葡萄产量较传统水氮处理增加8.81%—19.35%,其中以优化+DMPP处理增幅最大,且比优化水氮和移动水肥处理也高出9.69%和2.25%。【结论】与传统水氮相比,优化水氮+DMPP处理土壤N_2O、CO_2和CH_4累积排放量分别降低了32.09%、10.59%和150.23%,总GWP降低了12.82%,实现了葡萄园温室气体减排,同时可使葡萄产量增加19.35%,达到了经济与环境双赢,综合评价为本研究中最佳水氮调控措施。

典型石化企业地面火炬挥发性有机物及温室气体排放特征与环境影响

针对我国石化行业减污降碳形势严峻的现实,以具有百万吨乙烯裂解能力的某石化企业中2座地面火炬为研究对象,通过现场采样监测和模型计算,系统探讨了火炬燃烧过程中挥发性有机物(VOCs)和温室气体的排放特征。结果表明:A、B 2座火炬2021年VOCs排放量分别为310.56和77.38 t/a,烯烃是主要排放组分;温室气体排放以含碳化合物燃烧转化产生的CO_(2)为主,排放量约占火炬CO_(2)排放总量的99.98%;2座火炬的臭氧生成潜势(OFP)分别为3011.72和628.97 t/a,乙烯和丙烯分别是A、B火炬OFP的主要贡献者,贡献率分别为39.52%和44.91%;2座火炬年全球增温潜势(GWP)分别为5806.92和1148.46 t/a(以CO_(2)当量计),其中CO_(2)的贡献最大,其导致的直接温室效应是CH4的25.12~35.46倍,是VOCs排放间接导致温室效应的6.64~7.24倍。

若尔盖湿地土壤温室气体排放对模拟氮沉降增加的初期响应

为研究若尔盖高寒泥炭湿地温室气体(CO2、CH4、N2O)对氮沉降初期的响应,本研究以若尔盖高寒泥炭湿地为研究对象,设置了对照(0 kg/(hm2·a),CK)、低氮(10 kg/(hm2·a),LN)、中氮(20 kg/(hm2·a),MN)及高氮(80kg/(hm2·a),HN)4个施氮水平,在生长季(5—9月)每月原位施加NH4NO3进行氮沉降模拟,利用静态箱-气相色谱法观测了温室气体(CO2、CH4、N2O)的排放通量。结果表明:CO2、CH4和N2O在高氮处理下的平均排放通量为(224.961±13.875)、(0.114±0.002)和(0.059±0.003)mg/(m2·h),在中氮处理中的平均排放通量分别为(303.801±11.397)、(0.111±0.002)和(0.047±0.004)mg/(m2·h),低氮处理中的排放通量均值分别为(212.731±5.847)、(0.083±0.004)和(0.032±0.002)mg/(m2·h),均显著高出对照处理相应气体的平均排放通量(P<0.05)。不同施氮水平下的CO2、CH4和N2O的生长季累积排放均显著高出对照处理(P<0.05)。不同水平氮添加下的温室气体排放增量与土壤NO-3-N含量增量呈显著正相关(P<0.05),CO2、CH4排放增量与生物量增量呈显著正相关(P<0.05),但温室气体排放增量与土壤温湿度的增量均无显著相关性。此外,氮添加显著增加了湿地温室气体全球增温潜势(P<0.05)。研究表明,短期氮添加通过影响土壤有效氮含量和生物量,促进了泥炭湿地土壤的温室气体排放。该研究结果为预测泥炭湿地区域氮沉降可能带来的温室效应和合理保护高寒湿地生态系统提供了重要科学依据。

秸秆还田与加气灌溉对水稻泡田期温室气体排放的影响

【目的】探讨秸秆还田与加气灌溉对水稻泡田期温室气体排放的影响。【方法】基于土箱模拟试验,设置3个处理(秸秆不还田+常规水灌溉,CK;秸秆还田+常规水灌溉,ST;秸秆还田+微纳米加气灌溉,SO),采用静态箱-气相色谱法对土箱中的温室气体排放浓度进行监测,分析CH_(4)、N_(2)O、CO_(2)的排放通量以及全球增温潜势的变化趋势,探讨温室气体排放对秸秆还田和微纳米加气灌溉的响应规律。【结果】秸秆还田可显著提高水稻泡田期N_(2)O、CH_(4)、CO_(2)累积排放通量,ST处理下3种气体排放通量分别可提高30.67%、167.08%、76.95%;秸秆还田条件下,微纳米加气灌溉下的CO_(2)累积排放通量相比常规水灌溉略有提高,而N_(2)O和CH_(4)的累积排放通量分别降低10.11%、32.63%;CK、ST、SO处理下的稻田温室气体全球增温潜势(GWP)分别为7.53、14.14、12.14 g/m^(2)。【结论】秸秆还田会促进稻田泡田期土壤温室气体排放,微纳米加气灌溉可以缓解这一负面效应,对秸秆还田背景下稻田土壤温室气体减排具有一定的积极作用。

紫花苜蓿绿肥还田与化肥减施对贵州黄壤温室气体排放和玉米产量的影响

通过田间试验研究紫花苜蓿绿肥还田与化肥减施对贵州黄壤旱地玉米产量、温室气体排放通量及全球增温潜势(GWP)和温室气体排放强度(GHGI)的影响。设置传统施肥(CF100)、绿肥配施70%化肥(AL+CF70)、绿肥配施50%化肥(AL+CF50)及单施绿肥(AL+CF0)4个处理。结果表明,绿肥处理可显著增加CO_(2)平均排放速率,AL+CF50显著增加了CH_(4)平均排放通量速率,而AL+CF0显著降低了N_(2)O平均排放速率。绿肥处理均增加CO_(2)、CH_(4)累积排放量,其中AL+CF70与AL+CF0处理显著高于CF100(P<0.05);所有处理CH_(4)累积通量差异不显著,但绿肥处理使CH_(4)累积通量由汇变为源;绿肥处理可降低N_(2)O排放通量,但与CF100差异不显著(P>0.05)。绿肥配施化肥可实现玉米增产稳产,但差异不显著(P>0.05),其中AL+CF70较CF100产量增加3.05%,而单施绿肥可显著降低玉米产量(P<0.05),降幅56.97%。绿肥与化肥配施可增加土壤pH值、有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量,且AL+CF70处理与CF0处理TP含量达到显著差异(P<0.05)。GWP主要由CO_(2)和N_(2)O决定,大小排序为AL+CF0>AL+CF70>AL+CF50>CF100,温室气体排放强度(GHGI)为AL+CF0>AL+CF70>AL+CF50>CF100,但AL+CF70、AL+CF50与CF100差异不显著(P>0.05)。综合玉米产量和GHGI,AL+CF70处理可实现稳产稳排和化肥减施目标。

加强非二氧化碳温室气体管控助力应对气候变化

为有效应对全球气候变化,实现全球温升控制目标,在《联合国气候变化框架公约》框架下,各缔约国将甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫、三氟化氮等气体(统称“非二氧化碳温室气体”)纳入温室气体管控范围。在全球温室气体的排放量占比中,非二氧化碳温室气体占比虽然远小于二氧化碳,但其具有全球增温潜势大、排放增速快、数据基础薄弱等特点。

施肥及秸秆还田处理下玉米季温室气体的排放

以华北地区冬小麦-夏玉米轮作农田为研究对象,在玉米整个生长季,运用静态箱法针对正常施肥及正常施肥结合秸秆还田处理进行了为期3年N2O排放通量的连续观测,并开展了1季CO2和CH4交换通量的研究.在玉米整个生长过程中施肥阶段N2O的排放量占到了总排放量的83%—96%,表明现有化肥的使用明显导致了农田N2O排放增加.与控制地相比,施肥和耕种可导致玉米田CO2排放明显增加,且正常施肥及秸秆还田样地CO2排放主要集中在苗期至吐丝期.控制地、正常施肥样地及施肥结合秸秆还田样地CH4的累积排放量均为负值,说明旱地土壤是CH4的一个汇.秸秆还田在一定程度上增加了玉米季N2O和CO2的排放量,但对CH4的吸收有所抑制.正常施肥样地和秸秆还田样地全球净增温潜势分别为-1392.8 kg C.hm-2和-179.2 kg C.hm-2,表明华北农田在现有耕作方式下是大气温室气体的一种重要汇.

长期不同施肥下太湖地区稻田净温室效应和温室气体排放强度的变化

利用田间观测和模型预测方法对太湖地区一个长期不同施肥处理的稻田生态系统进行了稻季温室气体排放观测和净温室气体排放强度分析。结果表明,不同施肥管理下,稻田土壤有机碳含量不同程度提高,有机无机肥料配施较单施化肥处理显著提高有机碳库储量,并且秸秆处理略高于猪粪处理。与不施肥处理相比,长期施用肥料显著提高了稻田生态系统CH4和CO2的排放量,有机肥料与化肥配施较单纯施用化学肥料下土壤碳(CO2和CH4)排放增加,但化肥配施秸秆与化肥配施猪粪下稻田生态系统CH4和CO2的排放没有显著差异。不同施肥处理下,稻田生态系统净温室效应表现为CFM≈CFS>CF>NF,但水稻生产的净温室气体排放强度并没有显著性差异。因此,在提高水稻产量的同时,有机无机配合施肥并没有提高净温室气体的排放强度。

水分和秸秆管理减排稻田温室气体研究与展望

水稻生产过程是人为源温室气体甲烷(Methane,CH4)和氧化亚氮(Nitrous oxide,N2O)的重要排放源,稻田中CH4和N2O的产生与排放受农事管理与环境因素影响,尤其是水分管理和秸秆还田措施,直接影响稻田土壤氧化还原状况和土壤中易分解有机质的含量,对稻田CH4和N2O的排放具有显著的影响效果。很多研究结果表明,控制灌溉、干湿交替等节水灌溉措施能显著降低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温室气体减排的关键所在;另外,秸秆还田在改良土壤肥力的同时也增加了外源性有机质的输入,促进了稻田CH4的排放。如何优化秸秆还田措施,并耦合水分管理以达到土壤改良和温室气体减排的双重效益对稻田系统的可持续利用至关重要。本文从水分管理、秸秆管理、以及水分和秸秆协同管理等几个方面综述了近年来稻田温室气体减排的研究进展,重点总结了国内外通过水分管理减排稻田温室气体的效果、水分与施肥耦合的减排效果、秸秆还田措施以及水分管理与秸秆还田耦合对稻田温室气体排放的影响,并对今后稻田温室气体减排的研究方向作了展望。

不同农业管理措施对华北地区麦田温室气体排放的影响

利用静态暗箱-气相色谱法对华北地区4种农业管理措施下的小麦农田生态系统温室气体（CO_2、CH_4和N_2O）的排放通量进行了观测,并对其综合增温潜势进行了估算。结果表明,麦季农田土壤是N_2O和CO_2的排放源,CH_4的吸收汇。与秸秆不还田（SN）相比,秸秆还田（SR）显著提高了CO_2和N_2O的排放量,但增加了CH_4的吸收量。通过施用新型肥料（SRC）或采用氮肥条施（SRR）的施肥方式,可以降低22.4%~35.5%的N_2O排放量,并增加9.3%~44.2%的CH_4吸收量。尤其是SRR可以抵消由于秸秆还田引起的N_2O增排。4种管理措施下的麦田是大气总温室气体的吸收汇,在秸秆还田基础上施用新型氮肥品种或采用氮肥条施的施肥方式,能够达到温室气体减排,且增产增效的效果。

西洞庭湖季节性淹水和植被类型对温室气体排放通量的影响

植被类型及淹水带来的干湿交替过程是影响温室气体排放的重要因素.本文通过原状土柱模拟实验,模拟西洞庭湖水文节律变化对不同土壤—植被系统温室气体排放的影响.利用静态箱—气相色谱法研究不同植被—土壤类型(芦苇湿地、灰化苔草湿地和刚砍伐的杨树林湿地)在季节性淹水条件下的CO_2、CH_4和N_2O的排放通量变化,并探讨了在水位变化的情况下,不同植被—土壤类型对全球增温潜势的贡献.结果表明:在不同的水文条件下,芦苇湿地的CO_2排放通量均显著高于苔草和杨树林湿地;淹水过程导致3种植被类型覆盖湿地CO_2排放通量显著降低,甲烷排放通量升高,其中芦苇湿地CH_4排放通量升高显著,苔草和杨树林湿地CH_4排放通量升高不明显;水文变化及植被类型对N_2O排放通量的影响不显著;不同植被类型湿地对全球增温潜势的贡献为:芦苇>杨树林>苔草,分别为16191.3、3405.6和1883.1 kg/hm^2.本研究结果表明在西洞庭湖湿地恢复过程中,不再人为增大芦苇湿地面积,将杨树林湿地恢复为苔草湿地,更有利于降低湿地恢复过程中温室气体的排放.