不同作物季施用生物炭對稻麥輪作系統(tǒng)周年綜合溫室效應(yīng)的影響.pdf

1、大氣中溫室氣體濃度不斷增加引起的全球氣候變暖已成為當(dāng)今全球性的環(huán)境問題之一。氣候變暖將導(dǎo)致我國農(nóng)業(yè)面臨諸多問題，溫度升高將加劇我國糧食安全風(fēng)險。因地制宜地制定適應(yīng)未來氣候變化的戰(zhàn)略目標(biāo)和保障體系，以保持較高水平的作物生產(chǎn)力來確保國家糧食安全是目前急需解決的問題。所以，如何保證糧食作物在保產(chǎn)增產(chǎn)的同時減少溫室氣體的排放，具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
　　近幾年的科學(xué)研究證明生物炭具有農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和固碳減排的作用，具體表現(xiàn)為改變土壤結(jié)構(gòu)、增

2、加土壤養(yǎng)分的循環(huán)與固持、降低土壤溫室氣體的排放等方面。本研究通過分別在水稻季(R)和小麥季(W)設(shè)置對照（RB0-N0、 WB0-N0）、單施250 kg ha-1氮(N)肥(RB0-N1、WB0-N1)、20 t ha-1生物炭(B)與250 kg ha-1氮配施(RB1-N1、WB1-N1)、40t ha-1生物炭與250 kg ha-1氮配施(RB2-N1、WB2-N1)等8個處理、3次重復(fù)對比研究不同作物季施用生物炭對稻麥輪作周

3、期產(chǎn)量和綜合溫室效應(yīng)(GWP)的影響。生物炭分別于2012年水稻季插秧和2012年小麥季播種前田間施用。采用靜態(tài)暗箱-氣相色譜法觀測稻田生態(tài)系統(tǒng)中稻麥輪作周期甲烷(CH4)和氧化亞氮(N2O)的排放規(guī)律，并同步開展環(huán)境條件及稻麥輪作產(chǎn)量的觀測，對該生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體強度(GHGI)進行綜合評價。
　　結(jié)果表明:與水稻季單施氮肥處理相比，水稻季配施20 t ha-1生物炭對稻麥輪作周期的CH4和N2O排放、GWP都無明顯影響，顯著增加

4、輪作產(chǎn)量12.5％和顯著降低GHGI13.9％;而配施40 t ha-1生物炭顯著降低CH4和N2O排放分別為8.6％和10.5％，顯著增產(chǎn)17.2％和顯著降低GWP和GHGI分別為9.3％和17.0％。
　　與小麥季單施氮肥處理相比，小麥季配施20 t ha-1生物炭對稻麥輪作周期的CH4和N2O排放及GWP也均無顯著影響，但顯著增加作物產(chǎn)量21.6％，從而顯著降低GHGI21.7％;而小麥季配施40 t ha-1生物炭顯著降低

5、CH4排放11.3％和N2O排放20.9％，顯著增加輪作產(chǎn)量10.0％，顯著降低GWP15.7％和GHGI23.5％。
　　水稻季配施20 t ha-1的生物炭顯著增加N肥農(nóng)學(xué)利用率，而小麥季配施20 t ha-1和40t ha-1的生物炭都能顯著增加N肥農(nóng)學(xué)利用率。水稻季和小麥季氮肥施用引起的稻麥輪作周期N2O排放系數(shù)分別為0.65％和0.75％;配施生物炭都能降低N2O的排放系數(shù)，并且隨著生物炭施用量的增加，排放系數(shù)降低的越顯

6、著。
　　各處理在100年時間尺度上總GWP由大到小的順序為:RB0-N1＞RB1-N1＞W(wǎng)Bo-N1＞W(wǎng)B1-N1＞RB2-N1＞W(wǎng)B2-N1＞RB0-N0＞RB0-N0，GHGI值由大到小的順序則為:RB0-N1＞W(wǎng)B0-N1＞RB1-N1＞RB2-N1＞RB0-N0＞ WB1-N1＞W(wǎng)B0-N0＞W(wǎng)B2-N1。通過比較在不同作物季施用生物炭對稻麥輪作周期綜合溫室效應(yīng)的影響，可知小麥季配施生物炭對減少CH4和N2O的排放、增加