麦秸不同还田方式对稻田温室气体ch4和n2o的影响
：本文通过大田试验，采用密闭静态暗箱-气相色谱法，研究了短期条件下麦秸不同还田方式（麦秸不还田、旋耕还田、翻耕还田、沟埋还田）对稻田CH4和N2O排放的影响，以期为稻麦两熟制农田采用合理的秸秆还田方式提供理论依据。结果表明，稻季不同麦秸还田方式的CH4平均排放通量大小为：沟埋还田>旋耕还田>翻耕还田>麦秸不还田；N2O的平均排放通量的大小为：麦秸不还田>翻耕还田>旋耕还田>沟埋还田；CH4的累积排放量的大小为： 沟埋还田>翻耕还田>旋耕还田>麦秸不还田；N2O的累积排放量大小为：沟埋还田>麦秸不还田>翻耕还田>旋耕还田；稻田温室气体全球增温潜势大小为：沟埋还田>旋耕还田>翻耕还田>麦秸不还田。与麦秸不还田相比，其他三种还田方式具有更高的增温潜势和更高的CH4累计排放量，而合适的秸秆还田方式的确定还需进一步的验证。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法3
1.1试验地概况 3
1.2实验设计 3
1.3试验田管理3
1.4采样与测定4
1.5数据处理及分析4
2结果与分析4
2.1不同麦秸还田方式对稻田温室气体CH4季节排放通量的影响4
2.2不同麦秸还田方式对稻田温室气体N2O季节排放通量的影响5
2.3不同麦秸还田方式对稻田温室气体CH4和N2O的综合影响 6
3结果与讨论 7
致谢7
参考文献8
不同麦秸还田方式对稻田CH4和N2O排放的影响
引言
秸秆还田作为一种低投入、可持续的秸秆资源利用方式，不仅对环境友好，而且合理的将大量的秸秆资源循环利用，已经受到越来越广泛的重视。秸秆施用能增加土壤有机质[1]、提高土壤酶活性和丰富土壤微生物量[2]，增加土壤碳库指标[3]，改善土壤理化性质[4]，影响作物生长，作物生长和土壤微生物等则是影响农田温室气体产生与排放的重要因素[5]，因此秸秆施用可能影响到农田温室气体的排放。研究表明，秸秆还田可以通过增加土壤有机碳的直接输入实现固碳。但秸秆还田后，稻田增排
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
甲烷的温室效应会大幅抵消土壤固碳的减排效益[6]。为此，应当在考虑秸秆还田土壤固碳的基础上，加强秸秆还田方式对农田温室气体排放及综合增温潜势的影响研究。
而在当代，温室气体引起的全球变暖和臭氧层破坏是当今两大全球环境问题。其中，CO2、CH4和N2O是最主要的温室气体，甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)是大气中仅次于二氧化碳(CO2)的两种最重要温室气体[7]。大气中温室气体浓度的持续增加被认为是全球变暖的主要原因，而减少外界向大气排放温室气体的总量则成为了一个关键问题。现阶段，由于农田生态系统已经成为温室气体的一个重要排放源[8]，农田生态系统在温室气体和全球气候变化研究中已具有十分重要的地位。有研究结果表明，稻田CH4的排放量占全球CH4总排放的15%~20%[78]。在干湿交替的水分条件下，稻田有较高的N2O排放[8]。上世纪七十年代，全球农田生态系统温室气体的研究工作开始广泛开展，迄今对CO2、CH4和N2O的产生、排放以及机制的研究已做了大量工作。研究表明，大气中CH4和N2O的70~90%来自于地表生物源。其中，全球稻田厌氧分解每年向大气排放40 Tg CH4[910]，约占大气CH4总来源的6%左右[11]。普遍认为，农田N2O排放增加是近几十年来大气N2O浓度持续上升的主要原因之一。据估计，农田生态系统肥料施用引起的N2O排放约占大气N2O总排放源的13%[12]或24% [1314]。
我国耕地面积世界第四，具有丰富的秸秆资源，秸秆还田的应用前景十分广阔。将秸秆还田与耕作方式相结合，能大大提高还田效率；还田方式分为直接还田和间接还田，直接还田又分为旋耕还田、翻耕还田、覆盖还田等，间接还田分为沼肥还田、过腹还田等，本文主要探究秸秆的直接还田。秸秆还田能丰富土壤微生物量，加速有机物的分解循环，但也可能相应的增加或减少温室气体的排放。表面覆盖由于与微生物接触少，分解周期长，与秸秆不还田相比能排放更多的N2O，均匀混施能相应减少N2O的排放；但表面覆盖和均匀混施均能明显增加CH4的排放。
秸秆是一种放错了地方的资源，由于没有得到利用，很多农民在作物收货后将其原地焚烧，不仅浪费了资源，还污染了环境。为了阻止这种情况的发生，必须尽快加大对秸秆还田的研究，探索出一种或几种高效、环保的还田方式，并将其充分推广。本课题的亮点在于沟埋还田，这是一种新提出的还田方式，在实验小区内开挖宽度0.3m、深度0.2m的平行沟渠，将秸秆掩埋于沟渠内，用土壤覆盖秸秆，覆土厚度0.1m。沟埋还田能有效减少秸秆还田对耕作造成的阻碍，使土壤更加疏松，加速微生物的繁殖与分解速率，从而加快秸秆的还田效率。
1材料与方法
1.1 试验地概况
本试验于2014年7月1日至2014年11月20日在江苏省南京市江宁区淳化青龙社区（118°85″E, 31°95″N）进行。试验地位于属亚热带季风气候，光照充足，气候适宜，该地年均气温15.4 ℃，年均降水量1200 mm左右，年均日照时间2135 h，常年降水时间116.3 d，无霜期230d。试验田常年采用稻麦两熟种植制度，主要种植有机稻麦，前茬作物为小麦，试验田土壤质地为壤土，土层深厚，020 cm土层土壤基本理化性状为：有机质24.31 g?kg1、全氮1.47 g?kg1、速效磷13.80 mg?kg1、速效钾56.46 mg?kg1，pH值7.13。
1.2试验设计
本试验采用完全随机区组设计，共设4个处理，3个重复，共12个试验小区，小区面积30m2（5m×6m）。麦季水稻秸秆全部移除，稻季还田的小麦秸秆来自本实验地的上一季麦季，小麦秸秆风干后，按照5tha1秸秆还田量还田。具体实验设计如表1所示。
表1试验设计
Table 1 Experimental design
代码
处理方式
CK
麦秸不还田
WR
旋耕还田：麦秸均匀覆盖在稻田表面，用旋耕机将将麦秸掩埋于稻田土壤下，使麦秸与稻田表面0.1 m土层混合均匀
WP
翻耕还田：麦秸均匀覆盖于稻田土壤之上，然后用犁深翻稻田，将麦秸翻埋于稻田土壤下，使麦秸与稻田表面0.2 m土层混合均匀
WD
沟埋还田：于稻田上开挖三条平行沟渠，麦秸掩埋于沟渠内，然后用土壤覆盖麦秸。沟长为5m、宽为0.3m、深为0.2cm，覆盖土层厚约为0.1m，其中沟里用D表示，沟外用D0表示
1.3试验田管理
本试验供试水稻品种为“武育粳23号”，水稻苗由试验基地统一育秧， 在2014年7月1日进行人工栽插，栽插密度25.5万穴?hm1，每穴3～4苗。纯氮总施用量为225 kg/hm2，氮肥按基肥、分蘖肥、穗肥用量比为6:2:2施用。分蘖肥在移栽后10d施用，孕穗肥在2014年8月23日施用。P、K肥全部作基肥施用，施用量分别为74.5kghm2。病、虫、草害防治和其他栽培管理措施与当地常规田间管理相同。收获时间为2014年11月4日。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法3
1.1试验地概况 3
1.2实验设计 3
1.3试验田管理3
1.4采样与测定4
1.5数据处理及分析4
2结果与分析4
2.1不同麦秸还田方式对稻田温室气体CH4季节排放通量的影响4
2.2不同麦秸还田方式对稻田温室气体N2O季节排放通量的影响5
2.3不同麦秸还田方式对稻田温室气体CH4和N2O的综合影响 6
3结果与讨论 7
致谢7
参考文献8
不同麦秸还田方式对稻田CH4和N2O排放的影响
引言
秸秆还田作为一种低投入、可持续的秸秆资源利用方式，不仅对环境友好，而且合理的将大量的秸秆资源循环利用，已经受到越来越广泛的重视。秸秆施用能增加土壤有机质[1]、提高土壤酶活性和丰富土壤微生物量[2]，增加土壤碳库指标[3]，改善土壤理化性质[4]，影响作物生长，作物生长和土壤微生物等则是影响农田温室气体产生与排放的重要因素[5]，因此秸秆施用可能影响到农田温室气体的排放。研究表明，秸秆还田可以通过增加土壤有机碳的直接输入实现固碳。但秸秆还田后，稻田增排
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
甲烷的温室效应会大幅抵消土壤固碳的减排效益[6]。为此，应当在考虑秸秆还田土壤固碳的基础上，加强秸秆还田方式对农田温室气体排放及综合增温潜势的影响研究。
而在当代，温室气体引起的全球变暖和臭氧层破坏是当今两大全球环境问题。其中，CO2、CH4和N2O是最主要的温室气体，甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)是大气中仅次于二氧化碳(CO2)的两种最重要温室气体[7]。大气中温室气体浓度的持续增加被认为是全球变暖的主要原因，而减少外界向大气排放温室气体的总量则成为了一个关键问题。现阶段，由于农田生态系统已经成为温室气体的一个重要排放源[8]，农田生态系统在温室气体和全球气候变化研究中已具有十分重要的地位。有研究结果表明，稻田CH4的排放量占全球CH4总排放的15%~20%[78]。在干湿交替的水分条件下，稻田有较高的N2O排放[8]。上世纪七十年代，全球农田生态系统温室气体的研究工作开始广泛开展，迄今对CO2、CH4和N2O的产生、排放以及机制的研究已做了大量工作。研究表明，大气中CH4和N2O的70~90%来自于地表生物源。其中，全球稻田厌氧分解每年向大气排放40 Tg CH4[910]，约占大气CH4总来源的6%左右[11]。普遍认为，农田N2O排放增加是近几十年来大气N2O浓度持续上升的主要原因之一。据估计，农田生态系统肥料施用引起的N2O排放约占大气N2O总排放源的13%[12]或24% [1314]。
我国耕地面积世界第四，具有丰富的秸秆资源，秸秆还田的应用前景十分广阔。将秸秆还田与耕作方式相结合，能大大提高还田效率；还田方式分为直接还田和间接还田，直接还田又分为旋耕还田、翻耕还田、覆盖还田等，间接还田分为沼肥还田、过腹还田等，本文主要探究秸秆的直接还田。秸秆还田能丰富土壤微生物量，加速有机物的分解循环，但也可能相应的增加或减少温室气体的排放。表面覆盖由于与微生物接触少，分解周期长，与秸秆不还田相比能排放更多的N2O，均匀混施能相应减少N2O的排放；但表面覆盖和均匀混施均能明显增加CH4的排放。
秸秆是一种放错了地方的资源，由于没有得到利用，很多农民在作物收货后将其原地焚烧，不仅浪费了资源，还污染了环境。为了阻止这种情况的发生，必须尽快加大对秸秆还田的研究，探索出一种或几种高效、环保的还田方式，并将其充分推广。本课题的亮点在于沟埋还田，这是一种新提出的还田方式，在实验小区内开挖宽度0.3m、深度0.2m的平行沟渠，将秸秆掩埋于沟渠内，用土壤覆盖秸秆，覆土厚度0.1m。沟埋还田能有效减少秸秆还田对耕作造成的阻碍，使土壤更加疏松，加速微生物的繁殖与分解速率，从而加快秸秆的还田效率。
1材料与方法
1.1 试验地概况
本试验于2014年7月1日至2014年11月20日在江苏省南京市江宁区淳化青龙社区（118°85″E, 31°95″N）进行。试验地位于属亚热带季风气候，光照充足，气候适宜，该地年均气温15.4 ℃，年均降水量1200 mm左右，年均日照时间2135 h，常年降水时间116.3 d，无霜期230d。试验田常年采用稻麦两熟种植制度，主要种植有机稻麦，前茬作物为小麦，试验田土壤质地为壤土，土层深厚，020 cm土层土壤基本理化性状为：有机质24.31 g?kg1、全氮1.47 g?kg1、速效磷13.80 mg?kg1、速效钾56.46 mg?kg1，pH值7.13。
1.2试验设计
本试验采用完全随机区组设计，共设4个处理，3个重复，共12个试验小区，小区面积30m2（5m×6m）。麦季水稻秸秆全部移除，稻季还田的小麦秸秆来自本实验地的上一季麦季，小麦秸秆风干后，按照5tha1秸秆还田量还田。具体实验设计如表1所示。
表1试验设计
Table 1 Experimental design
代码
处理方式
CK
麦秸不还田
WR
旋耕还田：麦秸均匀覆盖在稻田表面，用旋耕机将将麦秸掩埋于稻田土壤下，使麦秸与稻田表面0.1 m土层混合均匀
WP
翻耕还田：麦秸均匀覆盖于稻田土壤之上，然后用犁深翻稻田，将麦秸翻埋于稻田土壤下，使麦秸与稻田表面0.2 m土层混合均匀
WD
沟埋还田：于稻田上开挖三条平行沟渠，麦秸掩埋于沟渠内，然后用土壤覆盖麦秸。沟长为5m、宽为0.3m、深为0.2cm，覆盖土层厚约为0.1m，其中沟里用D表示，沟外用D0表示
1.3试验田管理
本试验供试水稻品种为“武育粳23号”，水稻苗由试验基地统一育秧， 在2014年7月1日进行人工栽插，栽插密度25.5万穴?hm1，每穴3～4苗。纯氮总施用量为225 kg/hm2，氮肥按基肥、分蘖肥、穗肥用量比为6:2:2施用。分蘖肥在移栽后10d施用，孕穗肥在2014年8月23日施用。P、K肥全部作基肥施用，施用量分别为74.5kghm2。病、虫、草害防治和其他栽培管理措施与当地常规田间管理相同。收获时间为2014年11月4日。
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