水稻品种对三江平原稻田温室气体排放的影响

利用静态箱一气相色谱法研究了三江平原3个主栽水稻品种(空育131、龙粳18、垦鉴稻6)对生长季节稻田CO2、CH4和N2O排放规律、源/汇及其与环境因子关系的影响.结果表明:3个水稻品种的CO2、CH4和N2O平均通量范围分别为405.5 ～ 647.2、9.6 ～20.5 mg·m-2·h-1、4.1 ～6.3 μg...     

有机肥对水稻产量和温室气体排放影响的研究进展

水稻是我国最主要的粮食作物,稻田是农业温室气体的重要排放源。在水稻种植和研究中,有机肥因其有机质含量高、养分全面、肥效稳定等特性被广泛应用。有机肥能够改善稻田土壤的理化性质,改变土壤微生物的活性和群落结构,进而直接或间接影响稻田温室的气体排放。然而,有机肥种类繁多,不同类型有机肥对稻田土壤的作用机理及影响温室气体排放的机制存在一定的复杂性。本文以有机肥对土壤理化性质的影响为出发点,系统综述有机肥对水稻根系、地上部生长、产量及其构成因素的影响,阐述有机肥通过改变土壤碳氮比以及土壤产甲烷菌、甲烷氧化菌等微生物活性等途径,直接或间接影响稻田甲烷和氧化亚氮排放的生理机制,并阐述不同类型有机肥对稻田甲烷、氧化亚氮排放的影响。结合国内外研究进展,对不同类型有机肥增减排稻田甲烷、氧化亚氮能力的文献进行梳理,提出未来有机肥对水稻生产和稻田温室气体排放关系的研究方向,以期为更好地揭示有机肥对水稻产量形成、稻田温室气体排放的作用机制及为稻田温室气体减排提供理论依据。     

水肥耦合对水稻生长性状及产量的影响

[目的]研究水肥耦合对水稻生长性状及产量的影响。[方法]在盆栽试验中,以杂交中稻两优培九为材料,设4种土壤水势(淹水、0、-30和-60 kPa)和5种氮肥水平(0、1.5、2、2.5和3.0 g/盆),研究水肥耦合对水稻生长性状及产量的影响。[结果]土壤水势与氮肥水平对水稻产量有显著的互作效应。不施氮时,各水分处理间水稻产量差异不显著,施氮量为1.5 g/盆时,0 kPa水势下水稻产量最高。其他氮肥水平下,水稻产量均随土壤水势的降低而降低;在相应土壤水势下增施氮肥可增加水稻的株高、叶面积、叶绿素含量和植株各部分干重,提高水稻根系活力,增加产量。但施氮量过多,则造成水分胁迫,不利于增产。[结论]水肥对水稻产量的影响表现为明显的协同效应。     

垄作直播控制灌溉对水稻产量和温室气体排放的影响

【目的】稻田是温室气体的重要排放源之一,耕作方式和水分管理措施均能在一定程度上减少稻田温室气体排放。垄作直播方式是一种新型节本增效的水稻种植方式,探索稻田垄作直播下垄沟水分管理对水稻产量和温室气体排放的影响,为丰产减排稻作模式的创新提供理论依据和技术途径。【方法】以2019—2021年垄作直播方式下的水稻-萝卜轮作系统为研究对象,通过设置传统淹水沟灌(TFI：水分高于垄面约5 cm)、控制沟灌1(CFI1：水分低于垄面约5 cm)、控制沟灌2(CFI2：水分低于垄面约10 cm)、控制沟灌3(CFI3：水分低于垄面约15 cm)4个处理,采取密闭静态箱-气相色谱法研究水稻-萝卜生长季温室气体排放及其全球增温潜势,同时测定水稻产量、土壤还原性物质、铵态氮和硝态氮等指标,明确既能减少全球增温潜势(GWP)又能增加作物产量的最佳灌水模式。【结果】综合3年试验结果,与TFI处理相比,控制灌溉能显著降低水稻季CH₄累积排放量22.81%—78.47%,其中CFI3效果最显著;CFI2处理显著增加水稻季N₂O累积排放量20.45%—59.90%,CFI3...     

不同水肥管理与耕作措施对涝渍灾后稻田土壤养分和水稻产量的影响

【目的】针对环鄱阳湖受涝地区洪涝过后稻田水土环境质量退化的情况,研究不同水肥管理与耕作措施对涝渍灾后稻田水稻产量及土壤pH值与土壤养分含量变化的影响,以期为鄱阳湖区涝渍灾后稻田水肥管理与合理耕作提供理论依据和技术支撑。【方法】以涝渍灾后稻田土壤为研究对象,采用水稻盆栽试验,设2种耕作深度(18 cm T₀、22 cm T₁)与灌溉方式(常规淹灌W₀、间歇灌溉W₁)和3种施肥方式(稻草还田+单施化肥CK、稻草还田+化肥配施土壤调理剂F₁、稻草还田+化肥配施炭基肥F₂),共组成12个处理,研究不同农艺措施对水稻产量及其构成、干物质积累量及土壤pH值、有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾养分含量的影响。【结果】对于水稻产量,间歇灌溉处理高于常规淹灌处理,耕作深度22 cm处理高于18 cm处理。其中,耕作深度18 cm条件下,F₁+W₁T₀、F₂+W₁T...     

水肥耦合对水稻干物质积累和产量形成的影响

分析了水肥耦合对水稻干物质积累和产量形成的影响。试验结果表明,水稻干物质积累主要集中在减数分裂期至乳熟期,在该时期积累的干物质占总积累量的57%～65%,在节水灌溉条件下,适当增加减数分裂期的氮肥比例,对于提高水稻中后期的干物质积累效果明显。SSNM处理通过控制氮肥施用总量,既保证氮肥的充分供给,又防止其过量,使水稻在养分需求的关键时期能得到充分的供应。节水灌溉处理增加了土壤的通气性,使水稻抽穗后根、叶仍保持较高的活性,提高了水稻生育后期养分吸收能力和灌浆物质的合成。节水灌溉+SSNM处理使亩产量提高69.4kg,对提高水稻产量有一定的效果。     

氮肥模式对稻田温室气体排放和产量的影响

为探明不同施肥模式对稻田温室气体排放和水稻产量的影响,本研究以江汉平原一季中稻为研究对象,通过大田试验设置5个氮肥处理:不施氮肥(CK)、农民习惯施肥(FFP)、实时氮肥管理(RTNM)、精确定量施氮(PQNA)和一次性施肥(OOF),采用静态箱-气相色谱法研究了稻田CH_4和N_2O排放特征。结果表明:与CK相比,FFP、PQNA、RTNM和OOF显著增加了CH_4和N_2O排放。FFP、PQNA和RTNM处理CH_4排放并没有显著差异,但是OOF处理比FFP处理CH_4减排27.5%;RTNM和OOF处理比FFP处理N_2O排放分别减少了23.1%和25.0%。与FFP相比,OOF并没有降低水稻产量,而RTNM和PQNA显著增加了水稻产量。OOF较FFP、RTNM和PQNA处理增温潜势(GWP)分别减少了27.4%、12.5%和18.5%。PQNA、RTNM和OOF处理的温室气体排放强度(GHGI)较FFP分别降低了22.2%、24.4%和26.7%。研究表明,采用合理的施肥模式,在保障水稻产量的同时,能够减缓稻田温室气体排放,实现丰产增效和环境友好。在所有施肥模式中,OOF具有最低的GWP,同时能够维持水稻产量并减少追肥次数,是一种低碳丰产的施肥技术,值得在江汉平原大面积推广。     

氮肥对黄壤温室气体排放和玉米产量的影响

为比较不同氮肥施用量对农田温室气体排放强度、玉米产量、全球增温潜势及温室气体排放强度的影响,正确认识氮肥在农田温室气体排放的贡献,为化肥减量增效,玉米增产稳产,降低综合温室效应,实现农业可持续发展提供科学依据,采用大田试验,以玉米为供试作物,设置当地传统施肥(CF100)、氮肥减量30%(CF70),氮肥减量50%(CF50)和不施肥(CK)4个处理,采用静态箱—气相色谱法测定贵州典型黄壤玉米生长季,分析不同施氮梯度下作物产量和温室气体排放特征.结果表明,与CK相比,施氮处理均提高了CO₂, CH₄和N₂O的平均排放通量和累积排放量,但是施氮处理之间差异均无统计学意义.全球增温潜势(GWP)在CF50,CF70,CF100处理下分别显著增加了36.78%,52.14%和50.22%,三者之间差异无统计学意义.施用氮肥显著增加玉米产量,CF100与CF70产量无显著差异,与CF50相比,分别显著增加了16.33%和13.53%(p<0.05).温室气体排放强度(GHGI)在CF50,CF70,CF100处理下分别显著...     

早稻灌浆乳熟期蓄水灌溉对产量及温室气体排放的影响

为给湖南双季稻区稻田蓄水采用"早水晚用"的节水栽培模式提供理论依据,于早稻灌浆乳熟期起保持稻田不同的灌水深度(10、15、20 cm),通过大田试验探讨不同灌水深度对早稻产量及温室气体排放的影响。结果表明:与常规水管理相比,灌深水有利于提高光合速率,但降低了结实率和千粒重,使产量减少3.1%~5.7%,但差异不显著;灌深水增加了62.7%~113.6%的CH4累积排放量,减少了63.1%~84.1%的N2O累积排放量,差异显著。各灌水处理中以灌水深10 cm增排量最高,随着灌水深度增加增温潜势降低,各灌水处理的增温潜势超出常规水管理57.2%~96.6%。根据湖南降雨季节分布规律,加高加固田埂后,早稻成熟期蓄积20 cm深水有利于双季稻区晚稻种植和节水。但蓄深水增加了CH4排放,对此有待进一步深入研究减排措施。     

优化减氮与施用生物炭对双季稻土壤温室气体排放及产量的影响

为探究在不同优化减氮条件下施用生物炭对双季稻土壤温室气体排放和水稻产量的影响,采用静态箱-气相色谱法监测水稻生长期间土壤CH₄和N₂O排放通量,测定土壤理化指标及水稻产量。试验设置5个处理：常规施氮(CF)、优化减氮15%(OF15%)、优化减氮15%+生物炭(OF15%+B)、优化减氮30%(OF30%)、优化减氮30%+生物炭(OF30%+B)。结果表明：与CF相比,各处理均降低了双季稻土壤CH₄和N₂O的累积排放量,降幅分别为9.59%～39.60%和20.12%～41.61%;其中OF30%+B与OF15%+B处理CH₄的减排效果最佳,分别达39.60%与31.53%;OF30%+B处理N₂O的减排效果最佳,达到41.61%,其次为OF30%和OF15%+B处理,分别达34.56%与28.14%。各处理均降低双季稻系统土壤温室气体产生的全球增温潜势,降幅为9.54%～39.27%;OF15%+B产量最高,与CF相比增加了2.83%,而OF30%与O...     

化肥减量配施有机肥对早稻田温室气体排放的影响

为明确化肥减量配施有机肥对早稻田温室气体排放的影响,在长期定位施肥试验区采用密闭静态箱法采集温室气体,监测了常规施用化肥以及化肥减量配施鲜猪粪、沼液沼渣、猪粪堆肥、紫云英绿肥等不同施肥处理的早季稻田主要温室气体排放动态,探讨了不同施肥措施对稻田温室气体累积排放量、全球增温潜势(GWP)及排放强度(GHGI)的影响。结果表明:不同施肥措施下早稻田温室气体的排放存在明显的差异;与常规施肥相比,各化肥减量配施有机肥处理均促进了早稻田CH_4和CO_2的排放,而化肥减量配施鲜猪粪、猪粪堆肥处理的N_2O排放量分别降低了7.09%、4.89%。在早稻生长季,化肥减量配施有机肥虽引起了稻田GWP值的增加,增幅在5.00%~59.58%之间,但也使稻谷产量增加了6.15%~12.10%,选择适宜的有机肥还可降低稻田的GHGI值;其中化肥减量配施猪粪堆肥是本试验中促进早稻增产和实现温室气体减排的最佳施肥措施。     

水分管理对麦茬稻直播产量和温室气体排放的影响

以籼型两系杂交稻C两优华占为材料进行大田试验,前茬为小麦,秸秆全量还田,设置旱直播、水直播、间歇灌溉和淹水灌溉处理,测定水稻产量、叶片SPAD值、甲烷和氧化亚氮气体排放等指标,探究水分管理对麦茬水稻直播产量形成和温室气体排放的规律。结果表明,水直播处理产量显著高于旱直播处理产量,且间歇灌溉处理产量、叶片SPAD值、株高、根系活力等均高于淹水灌溉处理;间歇灌溉处理对氧化亚氮排放影响较大,淹水灌溉处理对甲烷排放影响较大。旱直播间歇灌溉可显著提高水分生产效率。     

长期定位施氮对套作大豆温室气体排放及产量的影响

【目的】通过长期定位施氮试验,研究不同施氮水平对套作大豆温室气体排放及产量的影响。【方法】采用二因素裂区设计,主因素为种植模式,大豆单作(SS)和玉米/大豆套作(IMS);副因素为玉米、大豆施氮总量,设不施氮(NN:0)、减量施氮(RN:180 kg/hm~2)和常量施氮(CN:240 kg/hm~2)。【结果】种植模式对大豆农田温室气体排放有影响,大豆单作和玉米/大豆套作下的大豆CO_2排放通量在V5和R5出现峰值,R5期的大豆单作较玉米大豆套作的CO_2排放通量高13.45%;除V7和R8期外,大豆单套作的CH_4为吸收状态,在大豆生育期呈降低后增加的规律,在R2期出现最低值;大豆单作N_2O的排放通量高于玉米/大豆套作。不同施氮水平对大豆农田温室气体排放有显著影响,套作下V5-V10期的CO_2排放通量为NNCNRN,R2和R5期为CNRNNN;套作下的CH_4排放通量表现为CNRNNN,V10期后为NNCNRN;V3-V10期的N_2O排放通量表现为CNRNNN。套作大豆产量比单作大豆高15.92%,有显著差异;不同施氮水平下,套作下大豆的产量则是以CN为最高,表现为CNRNNN,RN和CN分别比NN高24.97%和46.23%。套作玉米产量比单作玉米产量高3.98%,单作玉米的产量RN比NN和CN分别高128.51%和3.2%,套作下玉米产量CN比RN和NN分别高0.94%和61%。【结论】套作及减量施氮不仅能保证作物的产量,还能减少温室气体的排放,实现减排增产。     

水稻根系生物特性与稻田温室气体排放相关性研究

通过湖南双季稻区温室气体排放差异的水稻品种田间试验,研究了不同品种温室气体排放与根系特征的相关性.结果表明,早稻分蘖盛期CH4排放通量与根干重、伤流量均呈显著负相关(P＜0.05);晚稻CH4排放通量与根伤流量呈极显著负相关(P＜0.01);早稻N2O排放通量在分蘖盛期与根伤流量相关性极显著(P＜0.01),在齐穗期与...     

水肥耦合对丘陵半干旱区春小麦产量的影响

在旱棚控制供水条件下,对丘陵半干旱区氮（N）,磷（P）,水（W）及其耦合作用的产量效应进行了3年定位试验。结果表明,供水不足时,水分是影响春小麦产量的主导因素;而供水充足时,N肥对产量的影响作用更敏感,N,P,W3个单因素对春小麦均有明显的增产作用,而且符合报酬递减率,N,W之间存在正耦合效应,供水不足时,过多施用N肥易加剧作物的干旱胁迫作用;N,P之间表现为负交互效应,低P高N同样能取得较高产量;P,W之间表现为负交互作用,缺水时增施P肥可提高春小麦的抗旱能力,通过计算机模拟寻优,得出了丘陵半干旱区春小麦水肥管理优化方案。     

水稻物质生产对稻田甲烷排放的影响

以研 究水稻 物质生产 对稻田 甲烷排 放影响为 目的的 大田与 盆栽 试验于１９９４ —１９９５ 年在美国德克萨斯州进行。对同期观测的稻田甲烷排放量与水稻干物质积累资料的分析表明, 在类似的气候、土壤及水稻栽培管理条件下, 稻田甲烷排放的季节总量随水稻生产力水平的提高而增加; 甲烷日排放通量与水稻干物质积累呈正相关;水稻生长中、后期的物质生产对甲烷排放的贡献大于前期。     

水肥耦合及其对水稻生长与N素利用效率的影响研究进展

在农业水资源的日益紧缺下,为了减少水稻的灌溉用水和肥料高效利用以实现水稻稳产高产,综述了国内外水肥耦合的研究进展、水肥耦合的概念及其协同、拮抗、叠加三种效应,水肥耦合的机理、水肥耦合对水稻生长发育及产量品质的影响、水肥耦合对水稻中 N素利用效率的影响;展望了中国目前在水肥耦合研究方面可以提升的空间,提出了水肥耦合模式是争取水稻高产优质的有效措施,以及如何根据实际需要,运用"以水促肥、以肥调水",建立合理的水肥耦合模式,提高水肥利用效率,在节约灌溉用水和不增加施肥量的前提下达到既保证作物优质高产又减少环境污染的双重效果,为今后节水农业及水稻的田间栽培和管理提供理论与技术依据。     

稻田温室气体排放研究概述

全球变暖作为气候变化的主要特征,严重威胁着人类的生存和发展,已成为当今国际社会最主要的环境问题之一,也是学术界的研究热点。温室气体是导致全球变暖的重要原因之一,而稻田则被认为是温室气体的主要排放源。因此,在农业领域中,减缓稻田温室气体排放、发挥稻田碳汇潜力是减缓全球变暖的重要举措之一,也是实现“双碳”战略目标的必要手段。水稻作为中国重要的口粮作物之一,具有巨大的减排潜力。在梳理稻田温室气体排放机制、影响因素及核算方法等方面研究的基础上,分析了稻田温室气体排放研究现状及研究不足,为助力统筹规划粮食安全与减排以及减缓全球气候变化、实现可持续发展目标,从综合角度出发,提出了加强不同领域交叉研究、深入探究稻田温室气体排放机理和影响因素的未来研究方向。     

水肥耦合对春小麦群体叶面积及产量的影响

利用可精确控制水分条件的水肥平衡场，在不同水肥耦合处理的条件下，分析了水肥耦合对春小麦生殖生长期群体叶面积及产量的影响。结果表明：在灌溉条件下，无机肥增施有机肥处理叶面积指数(LAI)较无肥和仅施用无机肥处理分别增加76．9％和45．5％，叶面积持续期(LAD)分别延长85．9％和53．5％，光能利用率分别提高51．4％和26．2％，产量分别提高38．3％和20．4％；在非灌溉条件下，无机肥增施有机肥处理叶面积指数(AI)较无肥和仅施用无机肥处理分别增加59．6％和7．1％，叶面积持续期(LAD)分别延长56．3％和9．5％，光能利用率分别提高46．9％和11．9％，产量分别提高28．4％和4．1％。增施有机肥对提高产量的促进作用明显。