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

刘浩英 | -> | 571| 0| 0.620081MB |稻田,长期施肥,温室气体排放强度,全球增温潜势

刘浩英 刘浩英 | 文档量 |浏览量7857

摘要: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。
    CO2、CH4 和N2O 是重要的农业源温室气体,人类自身发展排放促使其在大气中的浓度逐步上升,而显著加剧全球变暖[1-3]。据估计,2005 年全球农业温室气体排放量占人为排放总量的10%~12%,其中甲烷排放量占全球人类活动导致的甲烷排放的50%[4]。在农业生产中稻田被认为是人类活动排放甲烷的主要生物源之一[5-7],中国稻田甲烷的排放则占世界稻田的25%左右[8]。近20 年来,水稻生产过程中普遍采用“淹水-中期烤田-淹水(湿润灌溉)”的水分管理方式以减少CH4 排放[9-10],但是这种水分管理方式会导致稻田N2O 排放强度的急剧增加[11],因此如何平衡且降低两者的排放是稻田生态系统减排的关键问题。畜禽粪便、秸秆还田是一种传统的土壤培肥方法,其与化学肥料配施可以有效提高土壤碳库储量[12-14],但同时也会促进土壤呼吸,增加CO2 和CH4 向大气的释放量。有些学者甚至认为推广秸秆还田,中国稻田增排甲烷的温室效应会大幅抵消土壤固碳的减排效益,是一项重要的温室气体泄漏[15]。有机物料还田引起稻田土壤碳库储量增加的同时是否会被增排的CH4、N2O 温室气体抵消,是目前开发农业减排技术亟待回答的关键问题。
    本研究以太湖地区一个稻田长期肥料试验为对象,采用密闭箱采样-气相色谱仪测定法,对水稻生长期间土壤-作物生态系统呼吸产生的CO2 和CH4 排放进行了连续观测,并结合通用模型数据预测水稻季N2O 排放强度,分析不同施肥处理(秸秆、猪粪还田)下稻田生态系统呼吸释放温室气体的强度、净温室效应和温室气体排放强度的变化,为科学评价有机无机配合施肥对于水稻生产和生态系统固碳减排的作用提供理论依据和数据支撑。
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