地膜覆蓋對稻-油輪作農(nóng)田溫室氣體排放的影響研究.pdf

1、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是溫室氣體排放的重要來源之一，而作物種植方式是影響溫室氣體排放的一個重要因素。稻-油輪作是我國西南地區(qū)農(nóng)田作物的主要種植制度之一。地膜覆蓋因保墑、保溫、抑制雜草等作用被廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物的種植，地膜覆蓋改變了土壤基本理化性質(zhì)，必然影響農(nóng)田溫室氣體排放。因此，本研究在西南大學(xué)農(nóng)業(yè)部重慶紫色土生態(tài)環(huán)境重點野外科學(xué)觀測試驗站，利用靜態(tài)箱/氣相色譜儀法，對水稻-油菜輪作農(nóng)田溫室氣體排放的日變化和季節(jié)變化進行為期一年的原位觀測，以期揭示

2、地膜覆蓋對我國西南地區(qū)典型農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體排放規(guī)律的影響及其主要控制因子,求出農(nóng)田CO2、CH4和N2O排放引起的綜合GWP及其排放強度，為探索減少溫室氣體排放的農(nóng)田管理措施提供理論依據(jù)。經(jīng)過大量長期的野外觀測和室內(nèi)分析等工作，本研究取得如下主要結(jié)果：
　　1、地膜覆蓋對溫室氣體排放通量的影響
　?。?）在日變化上，溫室氣體日排放表現(xiàn)為，隨著氣溫的變化呈現(xiàn)先升高后降低的單峰型排放，其中CH4日排放通量夏季>冬季（P<0.

3、05），N2O日排放通量冬季>夏季（P<0.05），CO2日凈排放通量夏季>冬季（P<0.05）。水稻季（夏季）溫室氣體日變化在11:00~13:00間具有（凈）排放最大值，最小值則出現(xiàn)上午7:00或下午19:00，覆膜處理與常規(guī)處理間日平均（凈）排放通量無顯著差異（P>0.05）；油菜季（冬季）溫室氣體（凈）排放日變化最大值出現(xiàn)在13:00~15:00，最小值出現(xiàn)上午7:00，覆膜處理與常規(guī)處理間CH4、CO2日平均（凈）排放通量差異

4、顯著（P<0.05），N2O差異不顯著（P>0.05）。
　　（2）在季節(jié)變化上，與常規(guī)處理相比，水稻季，地膜覆蓋提高了CH4和N2O排放通量，其中 CH4達到顯著差異（P<0.05），降低了 CO2凈排放通量，但差異不顯著（P>0.05）；休閑期，地膜覆蓋顯著提高了 CH4和 CO2（凈）排放通量（P<0.05），但明顯降低N2O排放通量（P<0.05）；油菜季，兩處理間CH4排放通量差異不顯著，但地膜覆蓋顯著提高了 N2O排放

5、通量（P<0.05），并顯著降低了CO2凈排放通量（P<0.05）。
　　2、地膜覆蓋對溫室氣體排放量和平均排放通量的影響
　?。?）覆膜處理全年 CH4排放總量為26.85 kg·hm-2，相比常規(guī)處理18.58kg·hm-2高44.51％，達到極顯著差異（P<0.01），N2O排放總量為12.31 kg·hm-2，相比常規(guī)處理9.62 kg·hm-2高27.96%，達到顯著差異（P<0.05）；CO2凈固定量為24634

6、.49 kg·hm-2，極顯著低于常規(guī)處理36645.31 kg·hm-2（P<0.01）。
　?。?）相比常規(guī)處理，地膜覆蓋水稻季和休閑期 CH4排放量顯著增加，油菜季則無顯著差異；地膜覆蓋增加了水稻季和油菜季N2O排放量，且油菜季覆膜與常規(guī)間 N2O排放量差異顯著，但地膜覆蓋顯著降低了休閑期 N2O排放量，并表現(xiàn)為吸收匯；地膜覆蓋顯著降低了水稻季和油菜季CO2凈排放量，休閑期內(nèi)兩處理無顯著差異。
　?。?）從排放量來看，

7、地膜覆蓋增加或減少了作物生長季多數(shù)生育期內(nèi)溫室氣體（凈）排放量，但沒有改變溫室氣體在作物各生育期的分布規(guī)律，只是改變了各生育期溫室氣體排放量占作物全季溫室氣體排放量的比例。
　?。?）覆膜處理與常規(guī)處理溫室氣體平均排放通量差異與排放量一致，但是作物各生育期溫室氣體平均排放通量差異顯著，表明地膜覆蓋顯著影響作物各生育期溫室氣體排放規(guī)律。
　　3、地膜覆蓋對作物產(chǎn)量、GWP及溫室氣體排放強度的影響
　?。?）覆膜處理全年作

8、物總產(chǎn)量為10232.49 kg·hm-2，比常規(guī)處理9561.37 kg·hm-2高了7%，沒有顯著差異（P>0.05）。其中水稻產(chǎn)量9335.36 kg·hm-2，相比常規(guī)處理8611.07 kg·hm-2增產(chǎn)8.41%，達到顯著差異（P<0.05）；油菜產(chǎn)量897.14 kg·hm-2，相比常規(guī)處理950.30 kg·hm-2減產(chǎn)5.59%，差異不顯著（P>0.05）。
　　（2）覆膜處理全年GWP為-20214.16 kg

9、 CO2·hm-2，相當(dāng)于常規(guī)處理-33176.47 kg CO2·hm-2的60.93%，達到極顯著差異（P<0.01）。其中水稻季和油菜季 GWP覆膜處理為-6886.37和-8843.01 kg CO2·hm-2，相比常規(guī)處理低了28.62%（P<0.05）和55.15%（P<0.01）；休閑期覆膜處理 GWP提高了17.64%，為-4484.78 kg CO2·hm-2，與常規(guī)處理-3812.12 kg CO2·hm-2差異并不

10、顯著（P>0.05）。
　?。?）地膜覆蓋全年溫室氣體排放強度為-1.98 kg CO2·kg產(chǎn)量-1，相比常規(guī)處理顯著降低了42.94%（P<0.01），在水稻季和油菜季與常規(guī)處理分別表現(xiàn)為顯著和極顯著差異，降低了33.93%（P<0.05）和52.48%（P<0.01），表明覆膜顯著降低了農(nóng)田碳匯功能。
　　4、地膜覆蓋對作物碳氮分布的影響
　?。?）植物不同器官中有機碳含量表現(xiàn)為籽粒>根>莖>籽粒殼。地膜覆蓋沒有

11、改變其分布規(guī)律，但降低了植物除根外多數(shù)器官中有機碳含量。
　?。?）植物不同器官中總氮含量表現(xiàn)為籽粒>根>籽粒殼>莖。地膜覆蓋沒有改變其分布規(guī)律，但顯著增加了籽粒中總氮含量。
　　5、地膜覆蓋溫室氣體排放與環(huán)境因子的關(guān)系
　　地膜覆蓋下水分與CH4、N2O排放通量均呈顯著負相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為-0.622、-0.673，氣溫與CO2凈排放通量顯著正相關(guān)（r=0.426）。同時，地下5cm溫度與N2O排放通量顯著正相