垄作灌溉和减施氮肥对稻田CH_(4)排放、土壤有机酸含量和酶编码基因表达量的影响

【目的】研究不同垄面宽度的垄作灌溉和不同时期减施氮肥对稻田甲烷(CH4)排放、土壤有机酸含量以及CH4形成和转化相关酶编码基因(产CH4古菌中甲基辅酶M还原酶编码基因mcrA和CH4氧化菌中CH4单加氧酶编码基因sMMO)表达量的影响,揭示土壤有机酸以及mcrA和sMMO表达量对稻田CH4通量的影响。【方法】开展3种灌溉模式(淹水灌溉,垄宽分别为80、100 cm的垄作灌溉)和3种施氮处理(常规施氮:135 kg·hm^(−2),其中苗肥47.25 kg·hm^(−2)、分蘖肥54.00 kg·hm^(−2)和穗肥33.75 kg·hm^(−2);返青期减氮:110 kg·hm^(−2),其中苗肥22.25 kg·hm^(−2)、分蘖肥54.00 kg·hm^(−2)和穗肥33.75 kg·hm^(−2);孕穗期减氮:110 kg·hm^(−2),其中苗肥47.25 kg hm^(−2)、分蘖肥54.00 kg hm^(−2)和穗肥8.75 kg hm^(−2))的田间试验,测定生育期内稻田CH4通量、土壤有机酸含量以及mcrA和sMMO表达量,分析稻田CH4通量、土壤有机酸含量以及mcrA和sMMO表达量之间的相互关系。【结果】相同施氮处理下,垄作灌溉稻田CH4排放量较淹水灌溉显著降低,相同灌水模式下,返青期减氮稻田CH4排放量较常规施氮显著降低。垄宽为80 cm的垄作灌溉+常规施氮处理在施肥后10 d土壤总有机酸含量较施肥前高71.7%,淹水灌溉和常规施氮处理高28.8%。返青期减氮下,垄宽为80 cm的垄作灌溉土壤mcrA表达量整体低于淹水灌溉,sMMO表达量除移栽后25 d外均高于淹水灌溉。稻田CH4通量与土壤mcrA表达量和总有机酸含量显著相关(P<0.01),相关系数分别为0.644和−0.348,土壤总有机酸含量与mcrA、sMMO表达量显著相关(P<0.05),相关系数分别为−0.240和0.197。【结论】垄宽80 cm垄作灌溉+返青期减氮处理降低了稻田CH4通量,土壤总有机酸含量和mcrA表达量显著影响稻田CH4通量,sMMO表达量可能间接影响稻田CH4通量。

三江平原农田排水期流域水体CH_(4)排放特征及影响因素

在施肥和土壤淋溶等多种因素的影响下,农业流域水体甲烷(CH_(4))的源汇关系尚不明确,目前对于农业流域水体CH_(4)排放的监测和研究仍然不足.本研究选取三江平原的浓江流域为研究对象,利用顶空平衡法和扩散模型法对该流域不同水体的CH_(4)浓度和排放通量进行监测和估算.结果表明:浓江流域水体普遍为CH_(4)的排放源,鸭绿河、浓江河流、沟渠和稻田水体的CH_(4)排放通量范围分别为0.51~99.60、0.97~20.44、4.13~20.90和24.84~58.07mg/(m^(2)·d),且沟渠和稻田水体的CH_(4)排放通量较高,分别为浓江河流的2倍和7倍.在鸭绿河干流和沟渠水体中,CH_(4)浓度与pH值和溶解氧(DO)均呈显著负相关,浓江干流的CH_(4)浓度与DO呈显著正相关.浓江干流和沟渠水体的CH_(4)浓度与溶解性有机碳(DOC)呈显著正相关,表明排水期农业有机肥的使用会促进水体CH_(4)的产生.流经湿地浅水区和受农田施肥影响的河段水体具有较高的CH_(4)浓度和排放通量,表明CH_(4)排放受到了土地利用方式的显著影响.相比于全球其他农业河流,排水期浓江流域河水在排水期具有较高的CH_(4)浓度和较低的CH_(4)排放通量,较低风速缓解了水-气界面的排放.而沟渠水体排水期间较低的CH_(4)排放通量主要受富氧状态的影响.三江平原作为典型的东北黑土农业区,探究其农业流域CH_(4)的产生和排放对于未来区域的碳收支平衡和碳排放评估具有重要意义.

不同施氮量和剪穗处理下水稻源库特征对稻田CH_(4)排放的协同影响

为阐明水稻植株源、库特征与稻田CH_(4)排放间的关系,在大田条件下设置0N(不施氮)、150N(S_(0))(施氮量150 kg·hm^(−2),不剪穗)、210N(施氮量210 kg·hm^(−2))3个氮肥处理,并在150N处理下设置剪半穗处理,测定稻田CH_(4)排放、根系分泌物有机碳含量、源库大小和产量等指标。结果表明:与210N处理相比,150N(S_(0))处理下水稻单位面积颖花数和库容分别显著提高6.7%和6.6%;剪穗导致单位面积颖花数和库容均下降55.9%。不同处理下的库特征变化显著影响水稻产量和稻田CH_(4)排放,150N(S_(0))处理下CH_(4)累积排放量比210N处理下显著降低了29.5%,产量升高了7.2%;与不剪穗相比,剪穗导致产量降低53.0%,而CH_(4)累积排放量升高76.8%。CH_(4)累积排放量和单位产量的CH_(4)累积排放量分别与库容、单位面积颖花数、粒叶比及产量呈显著负相关。与210N处理相比,150N(S_(0))处理下根系分泌物中总有机碳和碳水化合物总量分别降低18.9%和39.7%;与不剪穗相比,剪穗导致根系分泌物总有机碳和碳水化合物总量分别显著增加65.8%和217.1%。CH_(4)累积排放量和单位产量的CH_(4)累积排放量与根系分泌物中总有机碳和碳水化合物总量显著正相关,而根系分泌物中总有机碳和碳水化合物总量与单位面积颖花数、库容、产量显著负相关。研究表明,不同处理下水稻库特征变化主要通过影响根系分泌物进而影响CH_(4)排放,因此适量施氮可以增加库容量,减少根系有机碳分泌,从而在实现较高水稻产量的同时减少稻田CH_(4)排放。

成都地区稻田CH_(4)和N_(2)O排放特征研究

稻田是农业温室气体甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)的重要排放源,研究稻田CH_(4)和N_(2)O的排放特征和排放规律,对探究农业减排固碳具有重要的支撑作用。选取四川省成都地区主要推广种植的水稻品种,利用静态箱法和气相色谱分析法,监测水稻生长期内稻田温室气体排放情况,研究稻田CH_(4)和N_(2)O排放特征及排放规律。研究结果表明,本试验籼稻温室气体排放量较大,产量高,为实现减排固碳效果,需在保持水稻高产的情况下,研究适合当地的田间管理措施,以减少温室气体排放。

CH_(4)浓度对于矿用防爆柴油机排放性能的影响研究

为了研究CH_(4)浓度对于矿用防爆柴油机排放性能的影响,进行了4次矿用防爆柴油机台架试验。通过低浓度配气装置来调节CH_(4)流量进而实现浓度调节,试验CH_(4)浓度分别为1.00%、0.50%、0.30%和0,空气的温度、湿度和压力由进气空调给定,在6个工况点进行试验并采集尾气进行分析。试验结果表明:CH_(4)浓度会对矿用防爆柴油机的排放性能产生影响,但由于矿井CH_(4)浓度一般不得高于0.50%,因此其对于矿用防爆柴油机的影响较小。

不同测试工况对车用柴油机CH_(4)和N_(2)O排放的影响

以某国六车用柴油机为试验对象,通过开展世界统一稳态循环(WHSC)和冷热态世界统一瞬态循环(WHTC)台架试验,分析和研究在不同边界条件下尾气中CH_(4)和N_(2)O的排放特性。结果表明:随排气背压增大,N_(2)O的WHSC比排放量逐渐变大,在冷热WHTC下N_(2)O的比排放量呈现先升高再降低的趋势;而CH_(4)的比排放量在2种循环中均先降后增。WHSC下随着进气阻力的增大,N_(2)O的比排放量增大;而CH_(4)的比排量放降低。冷热WHTC下的比排放量方面,N_(2)O呈现下降的趋势,而CH_(4)先增后减。WHSC和冷热WHTC下,CH_(4)的排放体积分数均处于无序波动状态,而N_(2)O体积分数会在负荷突增时出现峰值,二者浓度变化规律与边界条件无关。

不同水分管理及耕作制度对广州地区稻田CH_4排放的影响

１９９４年利用密闭箱法观测了广州地区早稻和晚稻ＣＨ４的排放，结果ＣＨ４平均排放通量早稻为０．２２～３．８１ｍｇ／ｍ２·ｈ，晚稻为０．３６～１７．６３ｍｇ／ｍ２·ｈ。其中淹水稻田为３．８１～１７．６３ｍｇ／ｍ２·ｈ，常规灌溉为０．２２～２．８４ｍｇ／ｍ２·ｈ。表明淹水稻田ＣＨ４排放显著高于常规灌溉，晚稻高于早稻，水旱轮作能显著减少稻田ＣＨ４排放。常规灌溉ＣＨ４排放明显低于国内其他稻区，对其原因进行了初步分析。

稻田CH_(4)和N_(2)O排放对大气CO_(2)浓度升高响应的研究进展

大气CO_(2)浓度升高是全球气候变化的主要驱动力,可直接或间接影响陆地生态系统碳氮循环。阐明稻田生态系统CH_(4)和N_(2)O排放对大气CO_(2)浓度升高的响应及其机制,是农业生产应对全球气候变化的重要组成部分。本文综述了国内外不同大气CO_(2)浓度升高模拟技术平台条件下稻田CH_(4)和N_(2)O排放的响应规律,进一步讨论分析了大气CO_(2)浓度升高影响CH_(4)和N_(2)O排放的相关机制,并展望了今后稻田CH_(4)和N_(2)O排放对大气CO_(2)浓度升高响应的主要研究方向,以期为应对全球气候变化提供理论依据和技术支撑。

广州地区晚季稻田CH_4、N_2O排放研究初报

采用广州地区农民常用施肥类型（１化肥；２有机肥＋化肥）和灌溉方式（间歇灌溉），研究晚季稻田ＣＨ４、Ｎ２Ｏ排放规律及排放量。试验初步表明，在一定的施肥量及气候条件下，灌溉水管理是决定ＣＨ４、Ｎ２Ｏ排放量的较主要因素，而这一因素对ＣＨ４、Ｎ２Ｏ排放量的影响互为相反，即施肥后稻田处于灌溉淹水状态有利于ＣＨ４排放而不利于Ｎ２Ｏ排放；稻田处于干湿状态有利于Ｎ２Ｏ排放，但非常不利于ＣＨ４排放；研究初步结果：施纯化肥水稻田所排放的ＣＨ４、Ｎ２Ｏ总量对温室效应及地球臭氧层破坏的综合影响强度大于施有机肥加化肥水稻田。广州地区晚季稻田ＣＨ４排放通量为７．８ｍｇ／ｍ２·ｈ；Ｎ２Ｏ排放通量为２２６μｇ／ｍ２·ｈ。

长期大气CO_(2)浓度升高对稻田CH_(4)排放的影响

大气CO_(2)浓度升高可直接或间接影响稻田CH_(4)排放。深入研究长期大气CO_(2)浓度升高对稻田CH_(4)排放及其相关微生物的影响,对评估和应对未来气候背景下稻田CH_(4)排放的响应具有重要意义。为探明长期大气CO_(2)浓度升高对稻田CH_(4)排放的影响及其机制,依托连续运行10年以上的中国稻田FACE(free-air CO_(2) enrichment)平台,观测2016—2017年正常大气条件(ACO_(2))和大气CO_(2)浓度升高200µmol·mol^(-1)条件(ECO_(2))下稻田CH_(4)排放通量、产甲烷菌和甲烷氧化菌群落丰度,并采用Meta分析方法定量研究CO_(2)熏蒸年限对稻田CH_(4)排放及其相关微生物群落丰度的影响。结果表明:对比ACO_(2)处理,长期ECO_(2)处理使稻田CH_(4)排放降低28%(P<0.05),产甲烷菌群落丰度降低39%(P<0.05),同时甲烷氧化菌群落丰度增加21%(P>0.05)。Meta分析结果发现,随着CO_(2)熏蒸年限的增加,大气CO_(2)浓度升高对稻田CH_(4)排放和产甲烷菌群落丰度的促进作用逐渐减弱,对甲烷氧化菌群落丰度的促进作用却逐渐增大。因此,未来气候条件下,长期大气CO_(2)浓度升高会降低稻田CH_(4)排放,这对缓解水稻种植带来的温室效应具有重要意义。

太湖地区典型轮作与休耕方式对稻田水稻季N_(2)O和CH_(4)排放量的影响

轮作休耕是实现"藏粮于地、藏粮于技"的重要途径之一,目前在太湖稻田区域主要推广紫云英(Astragalus sinicus L.)-水稻(Oryza sativa L.)、油菜(Brassica napus L.)-水稻和休耕-水稻典型轮作与休耕方式。在太湖地区典型稻田水稻生长季设置了6个处理:(1)紫云英-水稻轮作,不施N肥处理,MRN0;(2)紫云英-水稻轮作,当地常规施肥量(300 kg·hm^(-2),以纯氮计,下同),MRN300;(3)油菜-水稻轮作,不施N肥处理,RRN0;(4)油菜-水稻轮作,当地常规施肥量(300 kg·hm^(-2)),RRN300;(5)休耕-水稻轮作,不施N肥处理,FRN0;(6)休耕-水稻轮作,当地常规施肥量(300 kg·hm^(-2)),FRN300。通过田间试验,研究了不同轮作与休耕方式对水稻产量、氮肥利用率及稻田温室气体CH_(4)和N_(2)O排放的影响,从而为综合评价轮作休耕方式提供科学依据。田间试验结果显示,与不施氮肥处理相比,在不同轮作休耕方式下施氮300 kg·hm^(-2),可增加53.7%—60.0%的水稻产量,以MRN300处理水稻产量最高,与RRN300和FRN300处理相比,水稻产量分别提高了1.6%和6.0%。在不施氮水平下,MRN0、RRN0和FRN0各轮作处理间N_(2)O排放通量和累积排放量均值差异不显著(P>0.05)。而在施氮300 kg·hm^(-2)下,紫云英-水稻轮作可降低N_(2)O排放通量和累积排放量,与RRN300和FRN300处理相比,N_(2)O排放通量分别降低了36.0%(P<0.05)和2.1%(P>0.05)。在同一施氮水平下,紫云英-水稻轮作CH_(4)排放通量和累积排放量最小,与RRN300和FRN300处理相比,MRN300处理CH_(4)排放通量分别降低了1.1%和6.7%,CH_(4)和N_(2)O的全球增温潜势(GWP)分别降低了3.3%和6.5%,单位水稻产量温室气体排放强度(GHGI)分别降低了4.6%和11.6%。综上,紫云英-水稻轮作对提高水稻产量,降低温室气体排放效果最好。

稻鸭共作对不同栽培环境稻季CH_(4)和N_(2)O排放的影响

稻田是大气温室气体甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)的重要排放源,稻田温室气体减排一直是农业生态研究的热点。本研究采用裂区设计,在露地和网室两种栽培环境条件下,以无鸭子放养的常规稻作和秸秆不还田处理为对照,在等养分条件下分析了秸秆全量还田与稻鸭共作模式对土壤氧化还原电位、CH_(4)排放量、产CH_(4)潜力及CH_(4)氧化潜力、N_(2)O排放量及N_(2)O排放高峰期土壤反硝化酶活性、全球增温潜势、水稻产量的影响。结果表明:麦秆还田增加土壤产CH_(4)潜力,提高CH_(4)排放量,降低土壤反硝化酶活性、土壤氧化还原电位和N_(2)O排放量,整体上导致全球增温潜势上升96.89%~123.02%;稻鸭共作模式由于鸭子的不间断活动提高了土壤氧化还原电位,降低了土壤产CH_(4)潜力,并显著降低了CH_(4)排放量,其全球增温潜势较无鸭常规稻作模式下降8.72%~14.18%;网室栽培较露地栽培显著提高土壤氧化还原电位,降低土壤产CH_(4)潜力和反硝化酶活性,减少稻田CH_(4)和N_(2)O排放量,从而降低全球增温潜势6.35%~13.14%。总体上,稻田CH_(4)氧化潜力是产CH_(4)潜力的9.46倍~12.20倍,稻鸭共作和秸秆还田均能增加水稻产量,网室栽培较露地栽培减少水稻产量1.19%~5.48%。稻鸭共作不仅减缓全球增温潜势,结合秸秆还田能增加水稻产量,具有广泛的推广应用价值。

江汉平原秸秆还田配合氮肥减施对稻田CH_(4)和N_(2)O排放的影响

为研究江汉平原秸秆还田配合氮肥减施对稻田温室气体排放的影响,设置常规施肥(N)、油菜秸秆加常规施肥(S+N)、油菜秸秆加减氮20%施肥(S+N 80%)3种模式,采用静态暗箱气相色谱法监测稻田CH_(4)与N_(2)O排放速率和累积排放量,结果表明不同施肥处理CH_(4)排放总量范围为69.69~166.97kg/hm^(2),S+N处理较N处理CH_(4)累计排放量增加50.26%,S+N 80%处理较N处理减排CH_(4)达37.28%,以S+N 80%处理减排效果最好;各施肥处理N_(2)O累积排放量为0.49~0.72kg/hm^(2),S+N处理较N处理N_(2)O减排达27.28%,S+N 80%处理较N处理减排N_(2)O达31.94%,以S+N 80%处理减排效果最佳。此外,CH_(4)与N_(2)O之间存在极显著负相关(P<0.01),与NH_(4)^(+)-N存在极显著正相关(P<0.01),与土温存在极显著正相关(P<0.01),N_(2)O与土温存在极显著负相关(P<0.01)。进一步计算100a尺度下CH_(4)和N_(2)O的全球增温潜势(GWP)和温室气体排放强度(GHGI)可知,S+N处理较N处理GWP增加了44.75%,S+N 80%处理相较于N处理GWP减少了36.92%;S+N处理较N处理GHGI上升了32%,S+N 80%处理较N处理GHGI下降了36%,3种施肥模式对产量均无显著影响。由此可知,S+N 80%处理是一种值得推广的施肥方式。

陕西省CH_(4)排放量计算与情景预测分析

基于IPCC指南提供的清单编制方法,从能源活动、农业活动和废弃物处理3个方面对陕西省2000—2018年甲烷(CH_(4))排放量进行估算,并采用情景分析法预测不同情景下陕西省2019—2030年CH_(4)排放量及变化趋势。结果表明:2000—2018年陕西省CH_(4)排放量总体呈波动上升趋势,由2000年74.01万t增长到2018年646.55万t,增长了7.74倍。能源活动是陕西省CH_(4)最大的排放源,且排放量逐年增多。2030年基准、优化和严格减排情况下,陕西省CH_(4)排放量分别为791.33万t、732.45万t和656.85万t,且基准、优化情景下CH_(4)排放量呈逐年增长趋势;而严格减排情景下CH_(4)排放量在2027年达到峰值,为658.76万t。为满足中国2030年前实现碳达峰这一目标,严格减排情景较其他情景更适合陕西省未来CH_(4)排放发展趋势。

我国甲烷排放控制的中长期挑战与应对

甲烷(CH_(4))是全球第二大温室气体,控制CH_(4)排放兼具气候、环境、安全与经济效益;我国的CH_(4)排放量较大,开展中长期CH_(4)控排战略研究是强化我国温室气体减排能力体系建设的重要环节。本文从CH_(4)排放控制的科学基础出发,辨识了我国CH_(4)排放特征并剖析了CH_(4)排放控制面临的中长期挑战;从总体管控思路、各领域CH_(4)排放控制行动方向、减排技术与措施体系架构等方面阐明了我国中长期CH_(4)排放控制的行动逻辑,进而提出了我国中长期CH_(4)排放管控对策。研究认为,我国中长期CH_(4)控排行动将面临排放总量大且部门及区域间迥异、排放演变趋势及具体路径不确定、技术减排与措施减排的潜力不明晰、减排风险量化及目标设定能力不足等问题。建议着眼长远,从设定全口径目标、责任分配与落实、筑牢减排能力、增强管控合力出发,战略谋划CH_(4)排放控制工作,协同推进制度创新、科技创新、模式创新,加速实现我国从控制CH_(4)排放向减少CH_(4)排放的进程转变。

稻作模式改变对稻田CH_(4)和N_(2)O排放的影响

长江中游稻作模式由传统中稻-冬季作物模式向再生稻发展的趋势明显,但关于稻作模式对稻田CH_(4)和N_(2)O排放的研究尚缺乏报道。以江汉平原3种模式为对象:稻-麦(RW)、稻-油(RR)和再生稻(Rr),采用静态箱-气相色谱法,研究稻田CH_(4)和N_(2)O排放的变化规律,同时监测土壤硝态氮(NO^(3-)-N)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、pH和土温的动态变化,以期揭示不同稻作模式对温室气体排放的影响及影响因素。结果表明,在非水稻季,RW、RR和Rr处理的CH_(4)的累计排放量分别为6.34、9.35和8.63 kg·hm^(-2),N_(2)O平均排放通量分别为8.08、17.78和24.92μg·m^(-2)·h^(-1),表现为Rr>RR>RW;在水稻季,相比较RR处理,RW和Rr处理CH_(4)的累计排放量分别增加了158.27%和148.38%,且差异显著,其N_(2)O的累计排放量分别增加了34.89%和87.36%。Rr处理头季CH_(4)的排放量占整个水稻季87.64%,其N_(2)O平均排放通量头季要比再生季高35.99%。RW和Rr处理产量差异不显著,但要显著高于RR处理,其增幅分别为14.49%和24.40%。RR的全球增温潜势(GWP)和温室气体排放强度(GHGI)最低,其GWP比RW、Rr分别低45.05%和72.85%;GHGI分别降低了35.14%和63.64%。中稻季CH_(4)的排放速率与NH_(4)^(+)-N含量呈显著正相关(P<0.05),Rr处理下CH_(4)的排放量与NO^(3-)-N含量呈显著负相关关系(P<0.05),与土壤pH呈负相关,且差异极显著(P<0.01);中稻季N_(2)O的排放与NO^(3-)-N和土温负相关,差异不显著(P>0.05),Rr处理N_(2)O排放与NH_(4)^(+)-N呈显著正相关(P<0.05)。因此,在江汉平原稻-油模式不仅利用了冬闲田,提高作物种植产量,还有利于降低温室气体的排放,缓解全球增温潜势。

农业小流域句容水库出入库水体CO_(2)、CH_(4)浓度与通量特征

为探究农业小流域句容水库出入库水体二氧化碳(CO_(2))、甲烷(CH_(4))的变化特征,本研究以句容水库为研究对象,进行为期2年的逐月野外试验,探明农业小流域水库水体CO_(2)、CH_(4)浓度与通量特征。结果表明:句容水库出入库水体CO_(2)、CH_(4)浓度和排放通量存在明显的空间差异。就年均CO_(2)浓度和排放通量而言,入库口A〔(108.57±14.27)μmol·L^(-1)、(210.55±36.58)mmol·m^(-2)·d^(-1)〕和入库口B〔(162.74±17.86)μmol·L^(-1)、(338.74±47.25)mmol·m^(-2)·d^(-1)〕显著高于出库口〔(28.04±3.53)μmol·L^(-1)、(10.05±4.04)mmol·m^(-2)·d^(-1)〕;入库口B年均CH_(4)浓度和排放通量〔(747.05±190.63)nmol·L^(-1)、(1.84±0.46)mmol·m^(-2)·d^(-1)〕显著高于出库口〔(115.75±15.75)nmol·L^(-1)、(0.11±0.02)mmol·m^(-2)·d^(-1)〕。句容水库水体CO_(2)、CH_(4)浓度和排放通量有明显的季节变化,水体CO_(2)、CH_(4)浓度和排放通量均表现为暖季高、冷季低的变化规律,其水体CO_(2)、CH_(4)浓度和排放通量的时间变化显著受到水温、溶解氧浓度和降水量的影响,同时外源氮素的输入影响CO_(2)、CH_(4)浓度和排放通量的空间变化。综上,农业小流域句容水库是大气CO_(2)、CH_(4)的排放源,排放通量高于国内水库平均值。

植物调节湿地CO_(2)和CH_(4)排放对淹水增强的响应

在闽江河口鳝鱼滩潮汐沼泽湿地设置有植物与无植物2种中宇宙,每种中宇宙设置对照(CK)、CK-20cm、CK-40cm 3种高程处理,以此模拟研究淹水增强对有无植物2种中宇宙的CO_(2)和CH_(4)排放通量的影响.结果表明,淹水增强未显著改变植物的总生物量和植物株高,但增加植物地下生物量,减少植物地上生物量.在有植物中宇宙中,土壤氧化还原电位(ORP)和溶解性有机碳(DOC)浓度随着淹水增强而增加.在无植物中宇宙中,DOC浓度也随着淹水增强而增加,但土壤ORP随淹水增强变化不显著.与CK相比,在CK-20cm和CK-40cm 2种高程处理中,有植物中宇宙中CO_(2)排放通量分别增加43%和61%,而CH_(4)排放通量则分别增加66%和84%.在无植物中宇宙中,CO_(2)和CH_(4)的排放通量随着淹水增强无显著变化.未来海平面上升50~100a内,有植被的潮汐沼泽湿地综合增温潜势会增加,土壤有机碳储量会显著下降;无植被的潮汐沼泽湿地综合增温潜势将下降,土壤有机碳储量不会显著改变.

大气CO_(2)浓度缓增、骤增和不同施氮水平对稻田CH4排放的影响

为探究大气CO_(2)浓度缓增、骤增和不同施氮水平对稻田CH_(4)排放的影响,基于CO_(2)浓度自动调控平台开展水稻试验,以“南粳9108”为试验品种,采用静态箱-气相色谱法测定CH_(4)通量。在背景大气CO_(2)浓度(CK)的基础上,设置CO_(2)浓度缓增(C_(1)处理,从2016年开始逐年增加40μmol·mol^(-1),至2018年增加120μmol·mol^(-1))和骤增(C_(2)处理,CO_(2)浓度每年均增加200μmol·mol^(-1))处理;在常规施氮量(N 1处理,25 g·m^(-2))的基础上设置氮肥减施处理(N_(2)处理,15 g·m^(-2))。结果表明,CO_(2)浓度缓增、骤增和不同施氮量均没有改变稻田CH_(4)通量的季节变化规律,总体上呈现先增加后减小的趋势。在整个生育期,CO_(2)浓度缓增、骤增对稻田单位产量CH_(4)排放量无显著影响。在C_(2)条件下,与N 1处理相比,N_(2)处理水稻产量显著降低45.2%(P=0.037),同时稻田单位产量CH_(4)排放量显著增加63.3%(P=0.008)。综上所述,随着CO_(2)浓度升高,氮肥减施至15 g·m^(-2)会减少水稻产量,同时增加稻田单位产量CH_(4)排放。

不同水分管理模式下氮肥和秸秆配施对稻田CH_(4)排放的影响

以东北潮棕壤为供试土壤,通过室外水稻盆栽试验,研究不同水分管理模式下氮肥和秸秆配施对稻田CH_(4)排放的影响。在长期淹水(CF)和干湿交替(AWD)两种水分管理模式的基础上,设置无氮肥对照(CK)、单施秸秆(S)、单施尿素(U)、尿素+秸秆(US)4个处理,对水稻整个生长季CH_(4)排放进行监测,并测定不同生育期间土壤微生物量碳(MBC)含量以及收获后水稻产量。结果显示:AWD模式下CH_(4)累积排放量低于CF模式;两种水分模式下CK与U处理CH_(4)累积排放无显著差异,添加秸秆处理(S,US)CH_(4)累积排放量显著增加。CF模式下US处理CH_(4)累积排放量显著高于S处理,但在AWD模式下正好相反。AWD模式在降低CH_(4)排放的同时并未显著降低水稻产量,尿素的施用显著增加了水稻产量,秸秆还田虽然对水稻产量无显著影响,但它显著提高了土壤微生物量碳含量,有助于培肥地力。与CF模式相比,AWD模式显著降低了CH_(4)排放,同时,US处理施在降低CH_(4)排放和保证水稻产量的同时,增加土壤MBC含量,有助于培肥地力。因此,AWD模式是东北潮棕壤发育的水田中较为优异的水分管理模式,U和US处理是较为优异的施肥措施。