【摘 要】
:
全球升温的重要原因是大气中温室气体排放的增加,甲烷(CH4)为大气中仅次于二氧化碳(CO2)的全球第二大温室气体,其重要排放源是稻田生态系统。因此了解减缓稻田CH4排放的有效措施成为抑制全球温度上升、缓解气候事件频发的重要研究方向。合理的水稻播期不仅是实现水稻高产优质的关键,同时也可能有利于减少稻田CH4排放。因此研究播期对稻田CH4排放及其综合效益的影响,对于优选最佳播期实现水稻丰产和稻田CH4
论文部分内容阅读
全球升温的重要原因是大气中温室气体排放的增加,甲烷(CH4)为大气中仅次于二氧化碳(CO2)的全球第二大温室气体,其重要排放源是稻田生态系统。因此了解减缓稻田CH4排放的有效措施成为抑制全球温度上升、缓解气候事件频发的重要研究方向。合理的水稻播期不仅是实现水稻高产优质的关键,同时也可能有利于减少稻田CH4排放。因此研究播期对稻田CH4排放及其综合效益的影响,对于优选最佳播期实现水稻丰产和稻田CH4减排具有重大意义。本研究于2019-2021年水稻生长季开展分期播种田间试验,供试粳稻品种为南粳9108。试验设3个播期处理:对照(Ⅰ期),比Ⅰ期延期播种10 d(Ⅱ期),比Ⅰ期延期播种20 d(Ⅲ期)。采用透明箱-高精度温室气体分析仪(LGR)观测CH4通量,同步测定5 cm深土壤的温度和湿度,同时记录空气温度数据;在水稻部分关键生育期,取水稻根际土测定土壤理化性质及酶活性;在水稻关键生育期,获取水稻植株测定生物量;收获时进行水稻测产,根据产出与投入的差值计算水稻产量经济效益,进而计算基于CH4减排的水稻生产综合效益。研究结果表明:(1)播期不影响稻田CH4季节排放规律,若采用中期烤田水分管理方式,则稻田CH4排放通量在分蘖前期呈增长趋势,在分蘖盛期达到峰值,中期排水后逐渐下降接近于0,田间复水后呈增长趋势,在生殖生长期出现次排放峰值,之后随着水稻成熟逐渐下降为0。但若稻田中期烤田失败,则稻田CH4排放通量呈逐渐增长,达到峰值后再下降趋势。相比于Ⅰ期,Ⅱ期和Ⅲ期稻田CH4累积排放量和单位产量CH4排放量均显著减少。相比于Ⅱ期,Ⅲ期稻田CH4累积排放量均减少,但只有在2019年水稻生长季差异性达到显著,而单位产量CH4排放量均增大,但差异性都未达到显著水平。(2)CH4排放通量与空气温度、土壤温度和土壤湿度均为正相关关系,且这种关系呈指数相关性;CH4累积排放量与所测土壤理化性质及酶活性均呈正相关,其中,连续三年水稻季CH4累积排放量与土壤p H值、土壤可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)含量和转化酶活性的相关性均达到显著水平;各关键生育期CH4累积排放量与水稻植株组织(根、茎和叶生物量、总生物量)都表现出正相关性,但其与水稻根干重的相关关系均未达到显著水平。(3)随着水稻播期推迟,其理论产量和产量经济效益均呈先升后降的趋势,表现为:Ⅱ期>Ⅰ期>Ⅲ期,即南粳9108在6月1日左右播种,理论产量值最高;基于CH4减排的水稻生产综合效益也均表现为:Ⅱ期>Ⅰ期>Ⅲ期,且每两个播期之间差异性变化都达到了显著水平。综上所述,延期播种10 d,基于CH4减排的水稻生产综合效益最高,适度晚播有利于实现水稻丰产和稻田CH4减排。
其他文献
地表臭氧(O3)浓度持续升高,已成为全球作物生产和食品安全的主要威胁。小麦作为我国主要粮食作物,较其它农作物对O3更敏感。Ethylenediurea(EDU),中文名称为乙二脲,是现阶段缓解臭氧胁迫的一个主要的有效化学物质,但是其作用机制还未阐明清楚。植物相关微生物组在植物适应各种生物胁迫、非生物胁迫、维持植物健康等方面有着不容忽视的作用。本研究在O3污染严重的长三角地区,依托课题组构建的O3熏
青海省地处青藏高原东北部,是我国太阳辐射资源最大,大气气溶胶污染最轻的区域之一,大气气溶胶对太阳辐射存在一定影响,进而影响到农作物光合作用过程。目前关于大气气溶胶对农作物影响的研究多集中在我国中东部粮食产区,但此类研究区域也受大气气溶胶污染严重,无法全面评价大气气溶胶对农田生态系统的影响。本研究基于多元遥感数据,设计了青海省主要农作物产区的识别和提取方法,提取了2003-2017年青海省主要农作物
陆面模式BCC_AVIM是国家气候中心研发的大气-植被相互作用模式,在设计时通常对植被进行简化,模拟的结果可以满足基本需求,但也导致了部分地区模拟的不足。东北、华北,都是我国主要的粮食产区,其特殊的农业下垫面使该地区陆气之间物质和能量交换与其他地区存在巨大差异,对陆面模式模拟结果有较大的影响。目前BCC_AVIM缺乏对植被功能类型中作物的细分,下垫面数据也较为陈旧,影响到了在典型农区的输出结果,尤
农业与环境各种介质(如土壤、水等)中重金属和异源性污染物分布极其不均匀,土壤与水中重金属痕量物质的浓度常低于检测方法的检测限(limit of detection/LOD),而不能准确知晓其含量;此类包含低于检测限信息的数据被称作删失数据,且以左删失为主。同时,由于分布不均匀该类数据经常呈偏态分布,这对单变量的参数估计与多变量之间的相关性估计造成挑战。本研究对两种典型偏分布的左删失数据进行了概率密
PM2.5浓度是衡量空气质量的重要参量,大量研究主要聚焦于对流层的环流状况对区域PM2.5浓度的影响。然而,鲜有研究建立平流层环流异常和区域大气颗粒物污染之间的联系。本文首先研究探讨了 2018年和2019年两个分裂型的SSW事件和2021年偏心型的SSW事件对京津冀地区PM2.5浓度次季节变化的影响。本论文进一步使用1981—2021年的历史资料综合分析了 SSW事件期间气溶胶光学厚度(AOD)
氮是组成动植物生命体的基本的元素之一,是对植物的生长及发育影响力最大的重要营养元素,也是影响生物地球化学循环的关键元素。近十年来,我国经济在迅速发展,人口的不断增加导致对食品氮的需求也在不断增长。现阶段,我国正处于世界最大的城镇化和工业化阶段中,农业生产面临着资源与环境的双重压力。因此,把握氮素流动的特征,提高氮素利用效率对我国是氮素管理具有重要的意义。本研究以南京市为研究区域,以作物生产系统—畜
气象数据可视化是气象服务中的重要一环,也是气象信息呈现的最终载体。基于WebGIS的三维气象数据可视化一直是气象数据可视化的重要形式之一,但随着气象实况监测、气象预报技术的快速提升,气象数据观测密度、频率越来越高、气象预报越来越精细,进而使得气象数据体量增加、时间序列更新频率加快。现有WebGIS三维引擎无法实现大体量气象时空数据的流畅、高效渲染展示,在加载后或导致浏览器崩溃,或者致使整个交互场景
多环芳烃(PAHs)是环境中广泛存在的一类持久性有机污染物,对土壤生态风险、农产品质量安全和人体健康构成严重威胁。活性炭因具有良好的吸附性在PAHs污染土壤阻控中具有潜在优势。因此,本研究以PAHs为研究对象,利用加速溶剂萃取技术(ASE)和羟丙基-β-环糊精(HPCD)提取方法,调查污染场地不同深度PAHs污染状况及生物有效性变异特征,探究活性炭对土壤中PAHs生物有效性以及生态风险的阻控作用。
硒元素(Se)是人体必需的微量营养元素,适量摄入硒对人体有益,摄入过量或不足均对人体有害。粮食作物是人体摄入硒的重要来源,作物硒含量与土壤中硒的有效性密切相关。通常将金属或类金属进入土壤后有效性随时间衰减的过程称为“老化”。外源硒施入土壤后有效性会随着时间而改变,进而影响作物硒吸收累积效果。为进一步了解外源硒进入土壤后有效性变化过程及其对作物硒吸收累积的影响,首先,采集我国不同地区19种理化性质各
新济洲湿地公园是我国第一个洲滩型国家湿地公园,是南京地区重要的水源地。了解新济洲国家湿地公园的土壤质量状况,对新济洲湿地公园的保护和合理利用、长江渔业资源的保护及长江水源地的净化等具有重要的意义。因此,本研究于2020年9月和2021年5月共采集128个表层土壤(0~30 cm)样品,分析了土壤养分含量及重金属含量,探讨了土壤养分和重金属的分布特征,采用主成分分析和相关性分析探究土壤重金属和养分的