灌溉、施肥和秸秆还田对东北寒地稻田温室气体排放的影响

Abstract: Aiming at the situation of paddy field area is getting increase, the possibility of the greenhouse gases emission can be increase further when water-fertilizer management mode with regular basin irrigation and heavy nitrogen fertilization are still in practice, combine the field-based experiment and the indoor analysis, the greenhouse gases emission laws of paddy field under different patterns of irrigation and fertilization and straw returning, the mechanism of influences of paddy field’s environment factors on greenhouse gases emission and optimum pattern of paddy field water-fertilizer management with water-saving, yield increasing and greenhouses gases emission decreasing characteristics would be studied based on the observation date for different treatments in site. The determination of the annual greenhouse gases emission amount, the synthetically emission effects and its key impact factors should have scientific significance for scientifically estimate paddy greenhouses gases emission and make the strategies to decrease the paddy field greenhouse gases emission for our country.

项目针对我国东北寒地稻作面积不断扩大，仍然采用常规淹灌和大量施用氮肥的水肥管理方法带来的温室气体排放总量进一步增加的实际情况，利用田间试验和室内分析相结合的研究方法，以稻作不同灌溉、施氮肥和秸秆还田模式下的温室气体排放实际监测数据为基础，主要研究不同灌溉施肥秸秆还田模式的稻田温室气体排放变化规律、稻田环境因子变化对温室气体排放的影响机制和筛选东北寒地稻田节水、增产、减少温室气体排放的最佳灌溉施肥秸秆还田模式。确定东北寒地稻田温室气体年排放总量和综合排放效应、明确影响东北寒地稻田温室气体排放的关键因子对于科学估算我国稻田温室气体排放和制定东北寒地稻田温室气体减排策略具有重要的科学意义。

该项目针对我国东北寒地稻作面积不断扩大，常规淹灌和大量施用氮肥的水肥管理方法带来的温室气体排放总量进一步增加的实际情况。主要研究不同灌溉施肥秸秆还田模式的稻田温室气体排放规律，揭示主要温室气体排放效应的影响机制和筛选东北寒地稻田节水增产环境友好型灌溉施肥秸秆还田模式。.水稻本田生长期CH4排放通量在生育中期较大，而返青期和成熟期较小。施氮肥有利于增加CH4排放量，但是氮肥对于CH4排放通量增加影响小于秸秆还田。秸秆还田不同程度上增加了CH4累积排放量，常规淹灌下增幅最大，为52.18%~88.02%。N2O排放通量变化趋势差异较大，氮肥对N2O排放量影响显著。.水稻本田期水层深度与CH4排放通量呈显著的正相关关系，这是由于较深的水层造成了稻田土壤的厌氧条件，降低了土壤的Eh值，为甲烷菌的生存提供了有利环境。耕层土壤开始融化至泡田整地移栽前期稻田N2O排放通量在夜间较大。N2O排放通量日变化与气温、土表温度和5cm土层温度无明显相关关系。在春季土壤开始解冻初期，土壤水分频繁发生固相和液相的转化过程，当土壤中的冰晶融化后会在土壤中形成大量有氧、无氧或者介于两者之间的具有独特氧化还原条件的微小区域，这种氧化还原条件有利于硝化作用和反硝化作用同时进行。.东北寒地稻田适宜的施氮量下，控制灌溉与秸秆还田相配合即可有效解决常规淹灌模式下由秸秆还田导致的GWP的大幅增加的问题，同时又可以达到节水、增产的目的。