水肥管理对稻田CH4 排放及其全球增温潜势影响的评估

甲烷(CH_4)是主要温室气体之一,对全球增温的作用仅次于二氧化碳(CO_2)。稻田是CH_4的重要排放源,减少稻田CH_4排放对减缓气候变暖具有直接效应。为此,掌握稻田CH_4排放的规律和特征对控制和减少稻田CH_4排放尤为重要。为了解稻田温室气体排放的主要影响因子及影响程度,估算稻田温室气体全球增温潜势,寻求农田减排措施,我们通过收集已发表的文献建立了稻田CH_4排放的数据库,采用析因分析与回归分析方法对稻田CH_4日排放量和全球增温潜势特征和可能的影响因子进行了分析。结果表明,稻田CH_4日排放量和增温潜势均随土壤有机质背景含量的升高而增加,不同类型稻田CH_4日排放量大小依次为:双季稻晚稻>双季稻早稻>单季稻>稻麦轮作晚稻;晚稻田CH_4的增温潜势大于早稻田。不同肥料处理条件下,稻田CH_4日排放量表现为:秸秆还田>配施有机肥>化学氮肥≈生物炭。控制灌溉水量可降低稻田CH_4的综合增温潜势,表现为:持续淹水>晒田>干湿交替>控制灌溉。研究结果说明,稻田CH_4的产生与排放过程受土壤有机质含量、肥料管理和水分管理以及轮作制度等多种因素的共同影响,应依据不同土壤条件和种植制度,适当调整肥水管理,以减少稻田温室气体排放,降低其增温潜势。

去除溶解性有机质对红壤水稻土碳氮矿化的影响

【目的】研究溶解性有机质(DOM)对红壤水稻土碳、氮矿化作用的影响,为正确认识红壤碳、氮循环的过程机制、制订科学的养分管理措施及有效控制温室气体排放提供参考依据。【方法】采用发育于第四纪红粘土的水稻土,以旱地红壤为对照,通过室内恒温培养试验研究了去除DOM土和原土间有机碳、氮的矿化差异。【结果】去除DOM使土壤有机碳的累积矿化量在培养前期(12d)下降了6.3%～8.9%(平均7.5%),但整个培养期内仅降低3.6%～6.1%(平均5.0%),其影响不显著。去除DOM对不同土壤有机氮矿化的影响不同。3种水稻土在去除DOM后,土壤有机氮的累积矿化量显著下降,降幅为11.2%～18.3%(平均12.9%),而旱地红壤仅下降7.6%,与原土没有显著差异。【结论】DOM是土壤微生物生命活动中重要的氮素来源和有机氮矿化的原初物质,虽然只占土壤有机质的很少一部分,但在红壤水稻土有机氮的矿化中起重要作用。

红壤水稻土有机碳库的平衡值确定及固碳潜力分析

平衡状态时的土壤有机碳含量水平确定对于正确评价土壤的固碳潜力和制定合理的有机物质分配措施有重要意义。本文通过比较红壤典型地区不同时期水稻土有机碳含量变化、不同利用年限水稻土有机碳含量动态、以及有机碳输入输出量状况，分析红壤水稻土有机碳库的平衡值，进而估计较大区域内水稻土的固碳潜力。过去20余年来江西省余江县水稻土的有机碳含量总体呈上升趋势，但高产水稻土的有机碳含量稳定在18．5gkg^-1；水耕利用30a，土壤有机碳含量达到19．0（±1．20）gkg^-1，其后变化幅度很小；若使目前的较高形成量水平达到平衡，则土壤有机碳含量为19．2（±1．10）gkg^-1。综合分析，在较高生产力水平条件下，红壤水稻土有机碳的平衡值为18～20gkg^-1，平均为19．0±1．0gkg^-1。过去20余年来，江西省余江县水稻土有机碳储量增加了6955（±1116）kghm^-2。据此计算我国亚热带地区水稻土过去20年固定大气CO2量555．1（±88．7）Tg，其作为碳汇的作用是相当明显的。目前仍有相当面积的水稻土其有机碳含量低于平衡水平，估计还可平均固碳5150（±1063）kghm^-2。据此，若保持现实较高生产力水平，则我国亚热带地区水稻土未来可新固定大气CO2量411．0（±84．7）Tg。

海南水田土壤有机质分布规律及碳固定潜力

研究海南水田土壤有机质分布规律及影响因素,并分析其碳固定的潜力。结果表明,海南水田土壤有机质含量平均为22.90 g/kg,相对于第二次土壤普查而言,水田土壤起着温室气体"源"的作用。土壤有机质的空间分布与按干湿状况划分的气候类型区关系密切,土壤有机质含量表现为湿润气候区>潮湿气候区>半湿润气候区>半干旱气候区。推行以增加农田土壤有机物质输入的管理方式和种植方式等都可以提高土壤的有机质含量,从而实现水田土壤温室气体"汇"的作用。

溶解性有机质在红壤水稻土碳氮转化中的作用

溶解性有机质(DOM)是土壤中活跃的C、N库,在土壤有机质分解转化等过程中有着重要的作用。但其在水田土壤C、N转化过程中究竟起多大作用仍不明确。本研究采用室内恒温培养法观测了DOM和红壤水稻土C、N矿化的关系。结果表明,去除DOM显著降低了培养期间土壤有机质的累计矿化量。其中土壤有机碳的累计矿化量下降了11.4%～20.8%(平均15.4%),且其影响主要体现在培养前期;土壤有机氮的累计矿化量下降了16.4～22.9%(平均19.2%)。研究结果初步表明,虽然DOM只占土壤有机质的很少一部分,但在红壤水稻土C、N矿化中起重要作用。

中国南方稻田土壤汞含量及潜在危害评价

选择我国南方水稻主产区安徽、浙江、湖南、湖北以及广西5个省,采集213个稻田土壤样品,探究我国南方稻田土壤中汞的空间分布特征与土壤理化参数(如p H值和有机质)的相关关系及汞富集的潜在危害。结果表明:不同省份的稻田土壤汞含量存在显著的差异(P<0.05,n=213),含量范围是0.029~0.326 mg·kg^(-1)(干重),平均值为(0.094±0.036)mg·kg^(-1),与农用地土壤环境质量标准0.30 mg·kg^(-1)(GB15618—1995)相比,除湖北省以外均有轻度汞污染。Pearson相关性分析表明,稻田土壤中的汞含量与有机质含量呈显著正相关关系(P<0.01,r=0.445),说明适度偏高的有机质有利于土壤汞的富集。不同省份稻田土壤潜在危害等级除浙江省外均在轻微到中等的范围内,浙江省的为强等级。