冬水田转稻麦轮作对温室气体排放的影响

1、冬水田转稻麦轮作冬水田转稻麦轮作对温室气体排放的影响对温室气体排放的影响内容内容 1. 背景介绍背景介绍 2. 材料与方法材料与方法 3. 结果与分析结果与分析 4. 结论结论1. 背景介绍背景介绍 冬水田冬水田在我国南方及西南地区分布较广泛，在我国南方及西南地区分布较广泛，冬季闲置，浪费有限的土地资源冬季闲置，浪费有限的土地资源 此外，冬水田长期淹水，是甲烷此外，冬水田长期淹水，是甲烷（CH4）等等温室气体温室气体的重要排放源的重要排放源冬水田冬水田冬水田冬水田稻麦轮作稻麦轮作作物产量？作物产量？温室气体收支？温室气体收支？影响因素？影响因素？ 若将冬水田转为稻麦轮作，可能会引若将冬水田转为

2、稻麦轮作，可能会引起土壤理化性质的变化，但温室气体起土壤理化性质的变化，但温室气体（CH4、CO2和和N2O）的排放量未知的排放量未知2. 材料与方法材料与方法 选取川中丘陵地区典型冬水田为研究选取川中丘陵地区典型冬水田为研究对象，试验依托中国科学院盐亭紫色对象，试验依托中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站进行土农业生态试验站进行 将相同性质的冬水田一分为二，一半将相同性质的冬水田一分为二，一半转为稻麦轮作，另一半仍为冬水田转为稻麦轮作，另一半仍为冬水田 试验土地利用方式试验土地利用方式 冬水田（冬水田（RF） 冬水田转稻麦轮作（冬水田转稻麦轮作（RW） 施肥及田间管理施肥及田间管理 按照当地管

3、理方式（按照当地管理方式（U） 试验时间试验时间 2012年年10月月-2013年年5月月 布样点示意图布样点示意图RW1-U1RW1-U3RF1-U1RW1-U2RW1-NNRW1-NVRF1-U2RF1-U3 采样指标采样指标气样气样（每周每周2次，特殊情况采样密度加大次，特殊情况采样密度加大）：用：用于分析于分析CH4, CO2 和和 N2O 浓度浓度 ( (静态暗箱静态暗箱- -气相气相色谱法色谱法) )土壤样品（流动分析仪测定）：用于分析矿质氮土壤样品（流动分析仪测定）：用于分析矿质氮( (NH4+, NO3-)，DOC（Dissolved Organic Carbon），），DTN

4、 ( (Dissolved Total Nitrogen) )其它指标：土壤体积含水率其它指标：土壤体积含水率 (v / v%)、土壤温度、土壤温度（5cm5cm）、田间水深或湿度、底座高度）、田间水深或湿度、底座高度气象数据：气温、降水、大气压等气象数据：气温、降水、大气压等3. 结果与分析结果与分析 3.1 CH4排放通量的动态变化排放通量的动态变化RFRW （p0.01）RW，稻麦轮作；，稻麦轮作；RF，冬水田，冬水田 3.2 CO2排放通量的动态变化排放通量的动态变化RFRW（仅呼吸释放）（仅呼吸释放）RW，稻麦轮作；，稻麦轮作；RF，冬水田，冬水田 3.3 N2O排放通量的动态变化排

5、放通量的动态变化RFRW（p0.01）RW，稻麦轮作；，稻麦轮作；RF，冬水田，冬水田EF=1.28%冬水田与稻麦轮作处理温室气体排放量对比冬水田与稻麦轮作处理温室气体排放量对比 注：以上为小麦季的温室气体排放量注：以上为小麦季的温室气体排放量 3.4 温室气体收支温室气体收支RW，稻麦轮作；，稻麦轮作；RF，冬水田，冬水田在在RF中，中，CH4的贡献大于的贡献大于60%温室气体综合增温效应（温室气体综合增温效应（GWI）对比）对比 3.5 土壤性质变化及其对温室气体排放土壤性质变化及其对温室气体排放的影响的影响土壤土壤NO3-N与与N2O排放通量之间呈极显著正相关排放通量之间呈极显著正相关关

6、系（关系（r=0.8，p0.001，n=123），而与土壤），而与土壤CH4排放通量成负相关关系（排放通量成负相关关系（p0.05）DOC与与CO2排放通量之间呈正相关（排放通量之间呈正相关（p0.01），），但与但与CH4的相关性不明显的相关性不明显土壤温度、湿度影响气体排放通量及土壤碳氮指土壤温度、湿度影响气体排放通量及土壤碳氮指标标土壤温度土壤温度微生物活动微生物活动DOCNO3-NH4+DTN气体排放气体排放土壤温度土壤温度土壤水分土壤水分 冬水田转为稻麦轮作处理后，土壤冬水田转为稻麦轮作处理后，土壤水分水分下降，下降，降低降低CH4产生速率，增加氧化速率，产生速率，增加氧化速率，CH

7、4排放排放通量降低通量降低 稻麦轮作处理施用稻麦轮作处理施用氮肥氮肥，提高土壤，提高土壤NO3-和可溶和可溶态总氮含量，使态总氮含量，使N2O排放通量升高排放通量升高 温度温度的变化驱动的变化驱动CO2、CH4排放通量变化，使排放通量变化，使其表现出明显的季节规律其表现出明显的季节规律 3.6 作物产量作物产量 稻麦轮作处理小麦的籽粒产量为稻麦轮作处理小麦的籽粒产量为4868.1358.96 kgha-1（干重），而同期冬水田为（干重），而同期冬水田为0。4. 结论结论 在小麦季，将冬水田转为稻麦轮作后，在小麦季，将冬水田转为稻麦轮作后，CH4和和CO2的排放量降低，但的排放量降低，但N2O的排放量升高，综合温室效的排放量升高，综合温室效应降低，表明这一转换是对环境有利的应降低，表明这一转换是对环境有利的 转变过程中土壤性质发生了较大的变化，主要是土转变过程中土壤性质发生了较大的变化，主要是土壤可溶态氮含量上升，土壤含水率降低壤可溶态氮含量上升，土壤含水率降低 影响土壤温室气体排放的因素主要是氮肥、土壤水影响土壤温室气体排放的因素主要是氮肥、土壤水分和温度分和温度 研究团队：研究团队：胡荣桂（教授）、朱波（研究员）、莫永亮、周维、贺冬