节水灌溉模式下稻田甲烷排放季节变化.pdfVIP

节水灌溉模式下稻田甲烷排放的季节变化 1, 2 1, 2 1 1 3 3 彭世彰 ，李道西 ，张瑞美 ，吴夏蕊 ，何岩 ，郁进元 （1. 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏 南京 210098 ；2. 河海大学科学研 究院， 江苏 南京 210098 ；3. 昆山市水利技术推广站，江苏 苏州 215300 ） 摘要：基于稻田节水灌溉技术和密闭静态箱田间原位采集甲烷气样，试验研究了控制灌溉模式对稻田 甲烷季节排放规律的影响。结果表明，控灌稻田的甲烷排放主要集中在分蘖前期和中期，水稻全生育期（包 括泡田）的甲烷排放总量为 24.43g•m-2 ，平均排放率为7.95 mg•m-2•h-1 ，比淹水稻田减少了38.76% ，但两 种灌溉处理的稻田甲烷平均排放率在“泡田——分蘖中期”无显著性差异（p=0.870.05 ），在“分蘖后期—— 黄熟期”控灌稻田明显低于淹水稻田（p=0.000.05 ）。7 月份是水稻全生育期中稻田甲烷排放最多的月份， 但控灌处理的甲烷排放量在各月的变幅较大。另外，控灌稻田低于饱和含水率的无水层状态能显著限制稻 田甲烷的排放，且不因降雨或施入氮肥而被削弱，还可能成为吸收甲烷的汇。 关键词：控制灌溉 稻田 甲烷 季节排放 大量研究显示，稻田会产生二氧化碳（CO ）、甲烷（CH ）、氧化亚氮（N O ）等重要温室气体，对气 2 4 2 [1~3] [4, 5] [6] 候产生影响 。但不同的灌溉模式对稻田甲烷排放的影响极大 ，淹水稻田会有大量甲烷气体产生 ， 间歇灌溉可以增产并明显降低甲烷排放[7]，常湿灌溉对稻田甲烷排放的减排作用最大，但水稻有较大幅度 的减产[8] 。前人的研究多是基于一些传统灌溉模式上[1~8]，田间水分状况比较“单一”，节水灌溉模式 （如“薄 浅湿晒” 、“薄露”、“浅湿晒”、 “控制灌溉”等）的推广实现了土壤水分状况的 “ 多样化”[9]，特别是控制灌 溉模式，在水稻返青期后就实行无水层灌溉管理，稻田甲烷排放的影响因素诸如土壤温度、土壤水分、氧 化还原电位等都会发生改变，这些改变必然对稻田甲烷排放的季节变化和日变化规律均产生影响。因此， 采用静态箱技术，开展节水控制灌溉模式下稻田甲烷排放规律的试验研究，对正确估算节水灌溉条件下稻 田甲烷季节排放量和了解其变化规律具有重要意义。 1 材料与方法 小区试验选在江苏昆山市水利技术排灌试验基地（34°63′ 21″N ，121°05′22″E ）内。当地习惯稻麦轮 作，试区土壤为潴育型黄泥土，耕层土壤为重壤土，0~18cm 土层土壤有机碳 30.3g/kg，全氮 1.79g/kg，全 磷 1.4g/kg，全钾20.86g/kg ，pH 值 7.4 。 前茬作物为冬小麦，供试水稻品种为早熟晚粳型 9998-3，2005 年 5 月 20 日播种，6 月 23 日移栽（株 距×行距＝16.7cm×26.7cm)，10 月 25 日收割。其中，6 月 19 日施有机肥（猪粪）2.25×104kg·hm-2 、6 月 23 日施复合肥（N: P O :K O=10%:6%:9% ）375 kg·hm-2 作基肥；7 月 1 日施农用碳酸氢铵（总氮≥17.5%）375 2 5 2 -2 -2