氮肥与生物炭施用对稻麦轮作系统甲烷和氧化亚氮排放的影响 被引量：27

1

作者 李露 周自强 +2 位作者 潘晓健 李博 熊正琴 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1095-1103,共9页

【目的】以我国稻麦轮作系统为对象,研究氮肥和小麦秸秆生物炭联合施用对CH4和N2O排放规律的影响;结合小麦和水稻总产量进而评估对该生态系统综合温室效应(GWP)和温室气体强度(GHGI)的影响,为生物炭在减缓全球气候变化及农业生产中的推... 【目的】以我国稻麦轮作系统为对象,研究氮肥和小麦秸秆生物炭联合施用对CH4和N2O排放规律的影响;结合小麦和水稻总产量进而评估对该生态系统综合温室效应(GWP)和温室气体强度(GHGI)的影响,为生物炭在减缓全球气候变化及农业生产中的推广应用提供科学依据。【方法】生物炭通过小麦秸秆在300 500℃条件下炭化获得。田间试验于2012年11月至2013年10月进行,为稻麦轮作体系。采用静态暗箱—气相色谱法观测CH4和N2O排放通量;试验共设置不施氮肥不施生物炭(N0B0)、不施氮肥施20 t/hm2生物炭(N0B1)、施氮肥不施生物炭(N1B0)、氮肥与20 t/hm2生物炭配施(N1B1)、氮肥与40 t/hm2生物炭配施(N1B2)等5个处理,各处理3次重复。【结果】单施氮肥(N1B0)与不施氮肥(N0B0)处理相比,增加了稻麦轮作产量82.8%,增加了CH4排放0.6倍,增加了N2O排放5.5倍。单施生物炭(N0B1)与不施生物炭(N0B0)处理相比,显著增产25.4%,却不能减少CH4和N2O的排放。在施氮的同时,配施20 t/hm2生物炭与单施氮肥处理相比,显著增加稻麦轮作产量21.6%,小麦和水稻总产量也比配施40 t/hm2生物炭处理高;配施40 t/hm2生物炭与单施氮肥处理相比,显著降低稻麦轮作系统CH4排放11.3%和N2O排放20.9%,CH4和N2O排放量也比配施20 t/hm2生物炭的排放量低。随着生物炭配施量的增加,CH4和N2O减排效果更明显。单施生物炭并不能有效地减少GWP,但却可以显著增加作物产量,从而减小GHGI。对N0B0、N0B1、N1B0、N1B1四个处理进行双因素方差分析发现,氮肥和生物炭在CH4和N2O排放、作物产量、GWP和GHGI方面都不存在明显的交互作用。各处理在100 a时间尺度上总GWP由大到小的顺序为N1B0>N1B1>N1B2>N0B0>N0B1,GHGI值由大到小的顺序则为N1B0>N1B1>N0B0>N1B2>N0B1。单施生物炭与配施生物炭都能降低稻麦轮作系统的GWP和GHGI,配施40 t/hm2生物炭处理降低效果更好。【结论】稻田麦季施用不同水平生物炭都能在保产或增产的同时,降低稻麦轮作系统CH4和N2O的排放及GWP和GHGI。在当前稻麦轮作系统中,与20 t/hm2的生物炭施用量相比,40 t/hm2的生物炭施用量显著降低GWP,但增产效果不明显,因此二者GHGI相当,需要根据温室效应与作物产量权衡选择生物炭实际施用量。 展开更多

关键词 生物炭 稻麦轮作系统 CH4排放 N2O排放 综合温室效应 温室气体强度

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蚯蚓活动对稻麦轮作系统中土壤微生物量碳的影响 被引量：23

2

作者 胡锋 王霞 +2 位作者 李辉信 于建光 王丹丹 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期965-969,共5页

在建立6 a的稻麦轮作田间小区试验中,研究了2001年稻季至2004年麦季(共6季)蚯蚓活动对土壤微生物量碳(MBC)的影响.本研究设计了秸秆施用方式(混施或表施)×蚯蚓(接种或剔除)以及对照共5个处理,各3个重复.实验结果表明:在该生态系统... 在建立6 a的稻麦轮作田间小区试验中,研究了2001年稻季至2004年麦季(共6季)蚯蚓活动对土壤微生物量碳(MBC)的影响.本研究设计了秸秆施用方式(混施或表施)×蚯蚓(接种或剔除)以及对照共5个处理,各3个重复.实验结果表明:在该生态系统中,无论采用何种秸秆施用方式,蚯蚓活动均能显著提高土壤MBC(p＜0.05).秸秆的施用会减弱同年内土壤MBC在麦季成熟期高于稻季的趋势,而蚯蚓的作用使该差异变得更显著(p＜0.05).在0～5 cm土层中,蚯蚓对MBC的积极作用在秸秆混施时比表施更明显,在5～10 cm土层中则相反,而在10～20 cm土层中的作用效果基本一致. 展开更多

关键词 蚯蚓 土壤微生物量 秸秆 稻麦轮作系统

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水分管理和秸秆还田对稻麦轮作系统温室气体排放的综合效应 被引量：18

3

作者 杭玉浩 王强盛 +1 位作者 许国春 刘欣 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2017年第11期1844-1855,共12页

水分管理和秸秆还田是调节温室气体排放、提高作物产量的有效措施,在农业生产中受到广泛关注。为明确水稻季水分管理和秸秆还田对稻麦轮作系统全球增温潜势(GWP)和作物产量的影响,开展了为期两年的田间试验,在传统灌溉(TI)和控制灌溉(CI... 水分管理和秸秆还田是调节温室气体排放、提高作物产量的有效措施,在农业生产中受到广泛关注。为明确水稻季水分管理和秸秆还田对稻麦轮作系统全球增温潜势(GWP)和作物产量的影响,开展了为期两年的田间试验,在传统灌溉(TI)和控制灌溉(CI)两种模式的基础上,设置麦秸还田(WS)、生物炭还田(BC)、不还田(NS)3种秸秆处理方式,对稻麦轮作系统进行CH_4和N_2O的排放监测以及作物产量的评估,以筛选出最佳的水分管理和秸秆还田组合方式,为农业的可持续发展提供科学依据。结果显示,与NS处理相比,WS、BC处理年均CH_4排放分别增加106.02%、36.77%,年均N_2O排放分别降低27.25%、16.21%,稻麦年平均产量分别增加6.49%、5.90%,年均单位产量GWP(GWPyield-scaled)分别增加40.53%、8.07%。在整个轮作周期,CI系统的CH_4排放较TI降低79.63%,N_2O排放增加27.03%,稻麦年平均产量增加0.42%,单位产量GWP降低60.32%。各处理中,以控制灌溉加生物炭还田(CIB)的年均单位产量GWP最低,比传统灌溉不还田(TINS)、传统灌溉麦秸还田(TIS)、传统灌溉生物炭还田(TIB)、控制灌溉不还田(CINS)、控制灌溉麦秸还田(CIS)分别降低53.81%、70.49%、59.77%、4.46%、11.92%。水分管理和秸秆处理方式对全球增温潜势表现出强烈的交互作用,但对作物产量无明显交互作用。可见,控制灌溉加生物炭还田(CIB)是降低稻麦轮作系统温室气体排放提高作物产量的有效管理措施。 展开更多

关键词 水分管理 秸秆还田 稻麦轮作系统 温室气体排放

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生物质炭对稻麦轮作系统生态效应和经济收益的综合影响 被引量：2

4

作者 顾彩云 石翡 +3 位作者 吕华 张通 孙飞 胡志强 《现代农业科技》 2023年第6期10-14,21,共6页

以泰州地区典型种植方式的稻麦轮作系统农田为研究对象,比较施用不同水平生物质炭对生态效应(农田土壤温室气体排放、理化性质和养分状况)和经济收益(经济收入纯收益和生态经济净收益)的综合影响。结果表明:相比于单施氮肥,配施生物质... 以泰州地区典型种植方式的稻麦轮作系统农田为研究对象,比较施用不同水平生物质炭对生态效应(农田土壤温室气体排放、理化性质和养分状况)和经济收益(经济收入纯收益和生态经济净收益)的综合影响。结果表明:相比于单施氮肥,配施生物质炭能够显著降低农田CH4、N2O全年排放总量和全球变暖潜能值(GWP),同时对农田土壤的理化性质和养分状况具有良好的改善作用;在经济收益方面,配施2 t/hm^(2)生物质炭能够取得最佳的经济收入纯收益和生态经济净收益。 展开更多

关键词 稻麦轮作系统 生物质炭 温室气体 生态效应 经济收益

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田间老化生物质炭减缓稻麦轮作系统土壤N2O排放能力降低的机理 被引量：1

5

作者 朱爽阁 张前前 +3 位作者 徐昕彤 毕瑞玉 宋燕凤 熊正琴 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期716-725,共10页

生物质炭作为一种重要的土壤调节剂,在固碳减排尤其氧化亚氮(N_(2)O)减排方面的作用日益突出。为明确生物质炭对田间N_(2)O排放的持续效应及其作用机理,通过田间定位试验,分析稻麦轮作体系新鲜和田间不同时间老化生物质炭对N_(2)O排放... 生物质炭作为一种重要的土壤调节剂,在固碳减排尤其氧化亚氮(N_(2)O)减排方面的作用日益突出。为明确生物质炭对田间N_(2)O排放的持续效应及其作用机理,通过田间定位试验,分析稻麦轮作体系新鲜和田间不同时间老化生物质炭对N_(2)O排放的影响。试验共设置5个处理,分别为CK(不施氮肥和生物质炭)、N(施氮肥)、NB0y(氮肥+新鲜生物质炭)、NB2y(氮肥+2年老化生物质炭)和NB5y(氮肥+5年老化生物质炭),动态监测稻麦轮作周期N_(2)O排放,测定水稻和小麦收获后土壤理化性质和氮循环功能基因丰度。结果表明,生物质炭显著降低土壤N_(2)O累积排放量32.4%~54.0%,且表现为NB0y>NB2y>NB5y。与N处理相比,NB0y、NB2y和NB5y处理显著提高土壤pH 0.6~1.2个单位、土壤有机碳(SOC)含量21.4%~58.6%、硝态氮( NO_(3)^(-)-N)含量1.7%~31.3%,对土壤pH改善能力随着生物质炭老化而下降。生物质炭处理显著提高nosZ基因丰度54.9%~249.4%,土壤(nirS+nirK)/nosZ比值随着生物质炭老化而增加。相关性分析表明,土壤N_(2)O累积排放量与pH呈显著负相关,与 NO_(3)^(-)-N含量和amoA-AOB(氨氧化细菌)丰度呈显著正相关。因此,新鲜和田间不同时间老化生物质炭均能显著改善土壤理化特性,降低土壤N_(2)O排放且新鲜生物质炭的作用效果优于老化生物质炭。土壤NO_(3)^(-)-N含量及(nirS+nirK)/nosZ比值的增加,是导致老化生物质炭减排N_(2)O能力降低的主要原因。 展开更多

关键词 稻麦轮作系统 老化生物质炭 氧化亚氮(N_(2)O)排放

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有机无机肥配施对麦-稻轮作系统土壤微生物学特性的影响 被引量：35

6

作者 刘益仁 郁洁 +2 位作者 李想 徐阳春 沈其荣 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期989-994,共6页

采用盆栽试验研究了不同比例有机无机肥配施对连续4茬麦-稻轮作后土壤微生物学特性的影响。结果表明,与对照相比,单施化肥处理促进了土壤微生物生物量碳、氮和微生物熵的增加,提高了土壤蔗糖酶、蛋白酶、脲酶活性,降低了过氧化氢酶活性... 采用盆栽试验研究了不同比例有机无机肥配施对连续4茬麦-稻轮作后土壤微生物学特性的影响。结果表明,与对照相比,单施化肥处理促进了土壤微生物生物量碳、氮和微生物熵的增加,提高了土壤蔗糖酶、蛋白酶、脲酶活性,降低了过氧化氢酶活性,提高了放线菌的数量,但对土壤细菌、真菌数量的影响不明显;有机无机肥配施处理的土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物熵、土壤酶活性及3大类土壤微生物数量显著高于单施化肥及对照处理;土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物熵和3大类微生物数量随着有机肥配施比例的提高而增加,以配施30%有机肥处理的最高;土壤酶活性综合指数以配施20%有机肥处理的最高。可见,化肥配施有机肥特别是配施中高量有机肥更有利于改善土壤微生物学特性,提高土壤生产能力。 展开更多

关键词 有机无机肥配施 麦-稻轮作系统 土壤微生物生物量碳 土壤微生物生物量氮 土壤微生物熵 土壤酶活性

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环境增温对稻麦轮作生态系统中作物产量的影响 被引量：7

7

作者 丁乐乐 程浩 +1 位作者 刘增富 任文伟 《植物科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期49-56,共8页

为了揭示气候变暖与生态系统之间的反馈机制,自2007年12月至2010年6月间,依托上海市青浦区农田水利技术推广站实验基地开展了野外红外增温试验,以期预测未来长三角地区稻麦轮作生态系统中作物产量对气候变暖的响应。试验结果表明,在土... 为了揭示气候变暖与生态系统之间的反馈机制,自2007年12月至2010年6月间,依托上海市青浦区农田水利技术推广站实验基地开展了野外红外增温试验,以期预测未来长三角地区稻麦轮作生态系统中作物产量对气候变暖的响应。试验结果表明,在土壤温度升高一定值且保持现有农业管理方式不变的情景下,第1年度水稻地上部生物量和产量分别下降3.47%、5.84%,冬小麦地上部生物量和产量则分别上升6.55%、5.19%;第2年度,水稻生物量下降19.53%,根系生物量增加8.69%,产量下降22.57%,冬小麦地上部生物量和产量分别上升6.27%和5.00%;第3年度冬小麦地上部生物量、根系生物量及产量分别上升6.24%、43.73%、5.17%。另外,在增温条件下,水稻主要性状指标变化不显著,但冬小麦性状变化显著。 展开更多

关键词 红外增温实验 稻麦轮作生态系统 产量 地上生物量 地下生物量

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水肥对稻麦轮作农田N2O排放影响及减排的研究进展 被引量：2

8

作者 孙星 金海涛 +5 位作者 徐林文 余桂香 李向阳 曹开勋 陈世勇 肖新 《安徽农业科学》 CAS 2020年第5期28-31,共4页

水分管理与施肥管理是季节性干旱区农业生产中重要的组成部分。肥料除了有改良土壤、培肥地力的效果,更重要的是与土壤水分相互协作,达到“以水调肥”和“以肥调水”的耦合效应。此外,农田温室气体的排放关系到土壤微生物环境和全球温... 水分管理与施肥管理是季节性干旱区农业生产中重要的组成部分。肥料除了有改良土壤、培肥地力的效果,更重要的是与土壤水分相互协作,达到“以水调肥”和“以肥调水”的耦合效应。此外,农田温室气体的排放关系到土壤微生物环境和全球温室气候的变化。在阐述N2O产生机制的基础上,从水分管理、施肥管理和水氮互作管理方面综述其对N2O排放的影响,并根据温室效应等因素提出合理的减排技术措施,以期科学评估温室气体变化,为我国实行低碳农业和降低温室效应提供理论依据。 展开更多

关键词 氧化亚氮 稻麦轮作系统 农田土壤 减排技术

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水稻生长季CO_(2)通量的时间动态和影响因子研究

9

作者 张丽君 胡凝 +4 位作者 刘珊珊 徐敏 王伟 邰久 葛培 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期27-36,共10页

为了明确长三角地区稻麦轮作生态系统中水稻生长季CO_(2)通量的多时间尺度变化特征,量化环境因子对农田CO_(2)通量变化的贡献度,拆分环境因子的直接影响和间接影响,该研究利用涡度相关观测系统进行了2年CO_(2)通量的连续观测,分析了辐... 为了明确长三角地区稻麦轮作生态系统中水稻生长季CO_(2)通量的多时间尺度变化特征,量化环境因子对农田CO_(2)通量变化的贡献度,拆分环境因子的直接影响和间接影响,该研究利用涡度相关观测系统进行了2年CO_(2)通量的连续观测,分析了辐射类、温度类、水汽类和风速对CO_(2)通量的影响。结果表明:稻麦轮作生态系统在水稻生长季是一个二氧化碳汇,2020、2021年水稻生长季的总固碳量分别为396.3、491.9 g/m^(2)(以C计);CO_(2)通量也有明显的日变化,呈现出“U形”和“V型”的单峰曲线,吸收峰值出现在第200~250天。在不同时间尺度上,影响CO_(2)通量的主控因子始终是光合有效辐射;但随时间尺度的增加,各个因子贡献度的差异逐渐减小。饱和水汽压差也是影响CO_(2)通量的重要因子,它与光合有效辐射的交互作用会抑制彼此对CO_(2)通量的直接贡献。 展开更多

关键词 稻麦轮作生态系统 CO_(2)通量 贡献度 交互作用 涡度相关

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长期施磷稻田土壤磷素累积及其潜在环境风险 被引量：32

10

作者 颜晓 王德建 +2 位作者 张刚 薄录吉 彭小兰 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期393-400,共8页

应用常规化学分析法和数学统计方法,基于太湖地区13年的长期定位试验,研究长期不同施磷水平下[0（不施磷）、30 kg.hm 2.a 1（低磷）、60 kg.hm 2.a 1（适磷）、90 kg.hm 2.a 1（高磷）]稻麦轮作系统稻田土壤磷素累积规律及磷素流失引... 应用常规化学分析法和数学统计方法,基于太湖地区13年的长期定位试验,研究长期不同施磷水平下[0（不施磷）、30 kg.hm 2.a 1（低磷）、60 kg.hm 2.a 1（适磷）、90 kg.hm 2.a 1（高磷）]稻麦轮作系统稻田土壤磷素累积规律及磷素流失引发的环境风险。在本试验区土壤环境条件下,可能发生稻田磷素淋溶及径流的土壤耕层（0~15 cm）Olsen-P临界值分别为26.0 mg.kg 1和24.8 mg.kg 1。连续13年适磷、高磷施肥,土壤耕层Olsen-P含量分别达到26.9 mg.kg 1和33.2 mg.kg 1,均高于临界值浓度,且已导致稻田田面水与30 cm渗漏水中总磷浓度显著升高,大大提高了稻田磷素淋溶及径流的风险。低磷施肥土壤Olsen-P长期稳定在（10.1±2.0）mg.kg 1水平,并且每年的稻麦产量与高磷、适磷处理相比并无显著差异,而长期低磷施肥土壤磷的流失风险也较小。因此,在太湖地区稻麦轮作体系下,磷肥不宜以常规适磷水平长期施用,建议以低磷水平（30 kg.hm 2.a 1）长期施用或以适磷水平（60 kg.hm 2.a 1）间歇式施用。 展开更多

关键词 稻麦轮作系统 施磷 磷素累积 OLSEN-P 环境风险 耕层土壤 田面水 渗漏水

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基于能值方法的成都平原农田生态系统秸秆循环利用模式研究 被引量：10

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作者 高雪松 邓良基 张世熔 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期729-736,共8页

本文采用能值分析方法与理论,以成都平原"稻-麦"轮作农田生态系统不同秸秆循环利用模式为研究对象,通过系统定位试验与随机抽样调查,对农田生态系统常规施肥生产模式(CF)、秸秆直接还田生产模式(CFS)和食用菌菌废料还田生产模... 本文采用能值分析方法与理论,以成都平原"稻-麦"轮作农田生态系统不同秸秆循环利用模式为研究对象,通过系统定位试验与随机抽样调查,对农田生态系统常规施肥生产模式(CF)、秸秆直接还田生产模式(CFS)和食用菌菌废料还田生产模式(按物质投入量不同分为FR1、FR2和FR3)的能值投入产出进行比较。研究表明:CF和CFS模式不可更新能值投入比例较大,主要依附工业辅助能的投入;不同模式系统的总能值产出量依次为CF>FR2>CFS>FR1>FR3,与CF和CFS模式相比,FR1、FR2、FR3模式的产投比相对较大,FR2模式最大,其产投比为2.35。菌废料还田生产模式下农田生态系统有机能值占系统总能值比例较高,系统净能值产出率高,环境负载率较低,环境压力小,可持续发展性能较强,FR2菌废料还田生产模式是最适合成都平原的秸秆循环利用生产模式。 展开更多

关键词 “稻-麦”轮作农田生态系统 秸秆循环利用模式 食用菌废料还田 能值分析 成都平原

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更正

12

《上海农业学报》 2019年第5期136-136,共1页

本刊2019年第35卷第3期第63—70页,白娜玲等作者《秸秆全量还田条件下减量施氮与碳氮调控对稻麦轮作系统的影响》一文,正文及图表中有关公顷(hm2)的数据均应按乘15倍计,如1 kg hm2应为15 kg hm2;表3、表4中全量氮磷钾含量均应缩小至1 1... 本刊2019年第35卷第3期第63—70页,白娜玲等作者《秸秆全量还田条件下减量施氮与碳氮调控对稻麦轮作系统的影响》一文,正文及图表中有关公顷(hm2)的数据均应按乘15倍计,如1 kg hm2应为15 kg hm2;表3、表4中全量氮磷钾含量均应缩小至1 10计。本更正仅限于正式出版的纸质版,由此造成的不便,特向广大读者致歉! 展开更多

关键词 秸秆全量还田 减量施氮 氮磷钾含量 稻麦轮作系统 纸质版 氮调控 更正

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