稻田土壤中甲烷产生率的实验研究

本实验旨在研究稻田土壤中甲烷产生率对稻田CH_4排放的影响.观测结果表明:土壤各深度的甲烷产生率有很大的变化范围(1—4639ng·h~(-1)·g~(-1)d.w.).主要的甲烷产生区域是7—17cm深的土壤层,其中以13cm深的土壤层上的生成速率最大.土壤中甲烷产生率与稻田CH_4排放率在水稻生长的某些阶段有较好的相关性,但它的季节变化却不能与排放的季节变化完全耦合.在水稻生长期,土壤中甲烷产生率随时间而增大,并在8月份水稻收割前达到最大,其日平均值在38—767 ng·h~(-1)·g~(-1)d.w.间变动.稻田土壤中甲烷产生率也存在日变化,一般在下午达到最大值,但却没有发现它与土壤温度有明显的相关关系.在不同施肥及水稻品种的稻田土壤中也观测到不同的甲烷产生率.在土壤中产生的甲烷最多只有28.8％被排放到大气中,而其余多于71.2％的则被氧化在土壤中.     

稻田甲烷排放及产生、转化、输送机理

通过对中国五大水稻产区稻田甲烷排放的多年观测实验,描述了稻田甲烷排放的时空变化规律及特征并分析研究了其形成机理。稻田甲烷排放的日变化有四种类型,甲烷的传输效率是日变化形成的主要因素。稻田甲烷土壤中排放率的季节变化型式在不同的地区是不同的,这取决于气温变化、水稻品种、施肥及水管理等不同因素。甲烷产生主要发生在稻田土壤耕作还原层（2～20 cm）,氧化主要发生在水土交界面的氧化层和根部氧化膜,并受多种因子的影响。土壤中的甲烷通过三个路径向大气排放,不同时期三个路径在甲烷传输中的相对重要性不同。施用化肥和沼渣肥可以降低土壤中甲烷的产生和排放,而有机肥会增加土壤中甲烷的产生和排放。中国的稻田每年向大气中排放9.67～12.66百万吨甲烷,全球稻田甲烷的总排放量约为35～56 Tg/a。     

浙江临安水稻田甲烷排放通量的观测研究

1990年7—9月，在浙江临安（30°14＇N，119°42＇E），利用微气象学（梯度廓线）法及箱式技术对水稻田CH4排放通量进行了同步观测，取得了中稻整个生长期内的CH4排放资料。文章仅对箱式技术的观测结果作了介绍与分析。观测发现在整个灌溉期内，稻田CH4释放率为3.67—16.14 mg/m2·h，均值为10.58 mg/m2·h。CH4排放的季节变化明显，日变化也同样很明显。另外还发现，CH4排放通量与水（地）温及其他气象因素，如强风、阴雨等有关。与梯度廓线法的观测结果不同，箱式观测到的CH4排放通     

成都平原稻田甲烷排放的实验研究

根据1996～1999年四个稻季的观测资料,分析了成都平原单季稻甲烷排放的季节变化和年际变化特征.结果表明:在水稻生长季节甲烷排放通量变化很大,在分蘖期和成熟期一般会出现峰值.年际间的通量变化也很大,其年均排放通量的变化范围在2.35～33.95mg m-2 h-1之间.4年的平均排放通量为12 mg m-2 h-1,与四川乐山的7年平均值30mg m-2 h-1相比,存在着明显的地区差异.同时分析讨论了温度、施肥、水稻品种、土壤氧化还原电位(Eh)以及稻田水位等诸多因素对稻田甲烷排放的影响.结果表明:在成都平原水稻生长季节的平均气温对CH4的平均排放通量影响不大;而气温对CH4排放的日变化有相对重要的影响,但气温对甲烷排放日变化的影响与水稻植物体的生长阶段有关;发现了水稻植物体(根、茎、叶)重量对CH4排放的重要作用.讨论了合理使用肥料和施肥量,控制水位和Eh值对稻田CH4的减排作用,提出优化组合诸影响因子,以充分发挥其减排潜力.     

清远地区晚稻田甲烷排放的实验

根据2003年清远地区晚稻田甲烷(CH4)排放的实验观测资料,分析了该地区晚稻田生长期间CH4排放的变化规律,对影响排放的相关因子进行了分析。结果表明:晚稻田CH4排放的变化规律基本为3峰型,整个生长期间平均排放通量为6.09 mg.m-2.h-1。不同稻种之间的CH4排放通量差别不是很大,种植的2个水稻品种"金优99"和"七丝尖"相差1.08 mg.m-2.h-1。水位和土壤氧化还原电位对CH4排放通量有明显的影响。     

中国CH_4排放量的估算

1987—1989年用自动连续采样分析设备对杭州地区的稻田CH_4排放进行了三年连续观测,1988—1990年用定期采样、分析方法对四川乐山地区的稻田CH_4排放进行了三年观测.发现稻田CH_4排放率有很大的日变化、季节变化和年际变化,这些变化主要是由土壤特性、水稻生长状况以及气象条件的变化造成的.不同地区稻田CH_4排放率差别很大,变化规律也不同,这种差别主要是由土壤特性,水稻品种及气候条件的差别造成的.根据现有观测资料,估计中国稻田CH_4年排放总量为17×10~(12)g.对沼气池的CH_4泄漏进行了三年系统观测研究,发现沼气池泄漏变化范围很大,但泄漏量总起来都很小,中国1000万个沼气池不构成大气CH_4的重要源.根据沼气池的泄漏估计了农村堆肥的CH_4排放量为3.2×10~(12)g/a;根据城市、稻田附近和沙漠地区大气CH_4浓度的测量结果推算了城市CH_4排放量;根据反刍动物消耗食物总量估计了反刍家畜的CH_4排放量;根据瓦斯排放资料估计了煤矿CH_4排放量;根据文献资料估计了中国天然湿地的CH_4排放量.最后估计了中国各种源的CH_4排放总量及未来变化趋势.1988年中国CH_4排放总量为40×10~(12)g,其中一半以上来自稻田.2000年中国CH_4排放总量可达45×10~(12)g,主要是反刍动物和煤矿排放量增加.     

利用条件采样法在常熟稻田测定N2O大气垂直通量初步观测结果

1999年在常熟农业生态站试验稻田于水稻主要生长季, 利用进口的条件采样装置对水稻低层大气N₂O的垂直通量进行了观测, 并在2000年做了补充观测。结果如下:各生长季测定的N₂O垂直通量值最多出现在0～2.0 mg·m-2·h-1之间;N₂O垂直通量平均日变化最大值出现在下午;插秧期和收割后N₂O垂直通量是各个生长季中最小的;观测到N₂O负通量现象的出现;在稻田用条件采样技术观测到的低层大气N₂O垂直通量大于国内用箱式法观测报道的土壤N₂O排放通量。     

1955-2005年中国稻田甲烷排放估算

 将稻田甲烷排放模型CH4MOD和GIS空间化数据库结合,模拟估计了中国大陆1955-2005年水稻生长季稻田甲烷排放量。结果表明：中国稻田甲烷排放总体呈增加趋势,1960年代、1970年代、1980年代和1990年代年均排放量分别为（3.18±0.53）、（4.71±0.27）、（5.22±0.24）和（5.79±0.34）Tg,2000-2005年平均排放量为（6.25±0.36） Tg。1960-1975年增加最快,速率为0.167 Tg/a;自1970年代中期开始增加速率减缓,为0.054 Tg/a。中国稻田甲烷排放高值区主要分布在湖南、湖北、江西、广东、广西、江苏和安徽省,约占全国稻田甲烷排放总量的73.2%。自1980年代初以来,东北三省稻田甲烷排放增加显著,这主要归因于该区水稻种植面积的迅速扩大。     

我国华中地区稻田甲烷排放特征

本文主要讨论地处我国华中水稻生态区的湖南红壤稻田的CH4排放特征。稻田CH4排放的日变化都有一致的规律，即在下午16:00左右出现最大值；CH4排放的日变化幅度与天气条件和水稻植物体有关；CH4排放的日变化与温度日变化的相关性很好（R>0.90）。早稻和晚稻的CH4排放季节变化规律有明显的差别，这主要是由于早、晚稻水稻生长期间的天气特别是空气温度变化的差异引起的，早稻CH4排放率在水稻生长中期（6月）略大，而晚稻在水稻移栽后几天内CH4排放就达到整个季节中的最大值，以后随时间逐渐降低；缺水会使CH4排放率明显降低，而且在重新灌水后相当长时间内CH4排放率没有回升；CH4排放在全有机肥的田中最大，然后依次是常规施肥、全沼渣肥及化肥田；尿素、氯化钾和复合肥的多施可降低稻田CH4排放率；不同施肥田中CH4排放率的温度效应不同；施肥是控制CH4排放的一种可行手段；在整个晚稻生长季节中瞬时CH4排放率与瞬时温度呈明显的指数关系；在1991年双季水稻生长季节中，稻田中CH4的排放量为67.96 g·m-2，其中早稻的CH4排放率为0.36 g·m-2·d-1，晚稻为0.48 g·m-2·d-1。     

江西省冬水田休闲期甲烷排放研究

利用85个气象站的观测资料和14个农业气象观测站水稻生育期资料,以及第二次土壤普查数据,基于气温与冬水田休闲期甲烷排放通量的指数关系模型,分析了江西省2000—2013年冬水田休闲期甲烷排放因子和排放量的时空分布特征。结果表明:1)江西省冬水田甲烷排放因子无显著的上升趋势;2)江西省冬水田休闲期甲烷排放平均通量为7.66 mg/(m2·h),平均年排放因子为406.5 kg/hm2,其中2007年排放通量为1.214×105 t,占稻田甲烷排放的12.4%;3)吉安、赣州、抚州、上饶和宜春市是江西省冬水田休闲期甲烷排放的主要地区,累计约占全省排放量的75.0%;4)各设区市冬水田休闲期甲烷排放量主要决定于各地水田面积的大小,赣州市除外。     

湖南晚稻干旱评估

从作物水分供需出发,构建湖南省晚稻干旱指数模型,通过典型年份干旱指数与相应的旱情资料对比分析,确定了湖南晚稻干旱等级指标,并利用该模型分析湖南不同区域在晚稻各个生育阶段的干旱情况。就生长阶段而言,快速生长期、生长中期、成熟期可能出现极旱几率明显高于生长初期,一般在40%以上;从地区分布看,湘中、湘北重旱出现几率明显高于湘西和湘南。评估结果可为减轻晚稻干旱危害提供参考。     

利用气候资源提高信阳市水稻产量与品质

水稻在信阳市一直以谷雨后开始播种、秋分前收获,而这个时段并不利于水稻的高产和高品质.根据粳稻生长期对温度的需求及当地气候条件,适当推迟播种,即将播期由目前的4月中下旬推迟到5月下旬,扬花灌浆期温度将会较正常播种期低,病害减轻,昼夜温差大,叶片功能期延长,灌浆成熟期延长,有利于提高千粒重和结实率,改善稻米品质.     

弥渡两系粳型杂交稻的高产气象条件分析

水稻高产因素是多方面的,其中气象条件起着重要作用。作者分析１９９８年云南省弥渡县两系粳型杂交稻“７０优４号”高产栽培气象条件,提出了因地制宜,合理密植的具体标准,总结了栽培管理上的一些措施,供有关地区种植推广该品种参考。     

水稻光合特性研究综述

光合作用是作物生长发育和产量形成的生理基础,也是作物生产力高低的决定性因素,国内外进行了大量研究。本文查阅相关资料从水稻的光合特性、光照、CO2浓度、温度、水分、栽培方式、土壤因素等环境因素对水稻光合作用的影响等方面进行综合分析,阐述水稻光合特性的研究进展。      

Rice paddies as a methane source

Rice fields are considered to be among the highest sources of atmospheric methane, an important source of global warming. In order to meet the projected rice needs of the increasing world population, it is estimated that the annual world's rough rice production must increase to 760 million tons (a 65% increase) in the next 30 years. This will increase methane emissions from ricefields if current technologies are kept. Methane emissions from ricefields are affected by climate, water regime, soil properties, and various cultural practices like irrigation and drainage, organic amendments, fertilization, and rice cultivars. Irrigated rice comprises 50% of the world-harvested rice area and contributes 70% to total rice production. Because of assured flooding during the growing period it is the primary source of methane. Rainfed rice emits less methane due to periods of droughts. Upland rice, being never flooded for a significant period of time, is not a significant source of methane. There is great potential to develop no regret mitigation options that are in accordance with increasing rice production.     

水稻干旱动态模拟及干旱损失评估

根据农田水分平衡原理, 结合水稻生育特点建立了稻田水分平衡方程; 以广东省早、晚稻大田生育期为例, 模拟各个生育阶段稻田水分逐日动态变化, 得出生育期缺水状况, 并分别就自然环境和灌溉条件下的水稻受旱损失进行了客观定量评估。首次根据试验资料就水稻作物的缺水敏感系数进行研究计算, 得出了十分有意义的结果。     

水稻免耕栽培的减灾效应研究

为探索稻田保护性耕作技术——水稻免耕的减灾效应,将免耕与传统稻作方法相结合组成常耕移栽、常耕抛秧、免耕移栽、免耕抛秧4个处理进行试验,并运用生态学原理对试验结果进行了分析研究。结果表明,稻田保护性耕作能提高作物产量,降低部分生育期间水稻病虫害,抑制农田杂草的生长。     

关于直播水稻观测方法问题的探讨

根据湖北江夏国家农业气象观测一级站在最近几年水稻观测中实际遇到的情况以及调查发现,直播水稻已形成不推而广的迅猛发展趋势,作为农业气象观测已不可回避地会遇到直播水稻的生育进程观测问题。由于种植方式的改变,大田植株分布形式也发生了根本的变化,仅以传统的移栽水稻制定的现行《农业气象观测规范》已无法处理好直播水稻的观测问题。为此,笔者依据《农业气象观测规范》,结合实际观测经验,分析直播水稻与移栽水稻的差异以及由此引出的新问题,提出了新的观测处理方法,以供同行探讨。     

早稻产量综合动态预报方法研究

利用湖南省早稻产量与发育期、日最高气温、日最低气温、日降水量和日日照时数等资料及早稻生理气象指标,在丰歉气象影响指数动态预报方法的基础上,引进早稻生育期内对产量有较大影响的关键气象因子,建立了早稻产量综合动态预报方法.结果表明,该方法在早稻产量增减趋势预报和定量预报上,正(准)确率都有所提高.     

双季稻抛秧栽培的气候条件分析

分析双季稻抛秧栽培气候优势及特点的基础上,根据玉林市双季稻生育期的气候规律和栽培特性,按照80%保证率能有效避免早稻抛栽期的低温、春旱和晚稻寒露风等气象灾害的影响为指标,确定玉林市早、晚稻的最佳播种期和抛栽期,并介绍近几年开展双季稻播种期和抛栽期决策服务时的一些体会。