双季稻田种植不同冬季作物对甲烷和氧化亚氮排放的影响

研究双季稻收获后填闲种植不同冬季作物在其生长季节内CH₄和N₂O的排放特征,对合理利用冬闲稻田,发展冬季作物生产及合理评价不同种植模式具有重要意义。采用静态箱-气相色谱法对冬季免耕直播黑麦草、紫云英、油菜以及翻耕移栽油菜和冬闲的双季稻田中甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)排放进行了分析。结果表明:在冬季作物生长期,CH₄、N₂O平均排放通量和总排放量均表现为翻耕移栽油菜＞免耕直播黑麦草＞免耕直播油菜＞免耕直播紫云英＞冬闲。不同冬季作物稻田CH₄和N₂O总排放量与对照(冬闲)的差异均达到极显著水平(P<0.01);翻耕移栽油菜的双季稻田中CH₄和N₂O排放量最高,分别达2.989 g/m²和0.719 g/m²。翻耕移栽油菜稻田的CH₄和N₂O温室效应总和也最大,为2893.92 kg CO₂/hm²;免耕直播黑麦草和免耕直播油菜处理次之,而免耕直播紫云英处理最低。种植不同冬季作物促进了稻田生态系统CH₄和N₂O的排放。     

未来气候变化对华中地区中稻产量影响的模拟

按照政府间气候变化专业委员会( IPCC)排放情景特别报告(SRES)中的A2和B2情景,将基于区域气候模式PRECIS构建的气候变化情景与水稻生长模型ORYZA2000相结合,在多年试验数据和模型适宜性验证的基础上,模拟基准时段(1961-1990年)和2011-2050年时段A2、B2情景下的中稻发育期和产量,分析未来气候变化对华中地区中稻的影向.结果表明:1)相对于基准年,未来40年华中地区中稻生育期缩短,A2情景下中稻生育期平均缩短3.5d,B2情景下生育期平均缩短1.3d.其中,生育期缩短4d以上的区域集中在鄂西.2)不考虑CO2肥效作用时,未来40年华中地区中稻产量下降:A2情景下,雨养中稻产量平均减少17.8％,灌溉中稻产量平均减少14.2％;B2情景下,雨养中稻产量平均减少16.4％,灌溉中稻产量平均减少12.7％.A2情景比B2情景减产幅度大,说明升温幅度越大,对中稻负面影响越大.同一情景下,灌溉中稻比雨养中稻减产幅度小,说明灌溉一定程度上能抵消升温的不利影响.3)考虑CO2肥效作用后,未来40年华中地区中稻产量变化趋势不一致:A2情景下,雨养中稻产量平均减少4.3％,灌溉中稻产量平均增加4.3％;B2情景下,雨养中稻和灌溉中稻产量分别增加3.6％、11.8％.4)与不考虑CO2肥效相比,考虑CO2肥效时,A2情景下雨养中稻减产幅度缩小,A2情景灌溉中稻、B2情景雨养中稻、B2情景灌溉中稻均为增产,但增产幅度小于相同情景下的减产幅度,说明CO2肥效一定程度上可提高中稻产量,但不足以抵消升温的负面影响.5)无论是否考虑CO2肥效,雨养还是灌溉,未来气候变化将增加中稻产量的不稳定性,华中地区中稻生产风险加大;灌溉中稻稳定性大于雨养中稻,CO2肥效下稳定性大于无CO2肥效,因此灌溉、CO2肥效是提高区域中稻产量稳定性的有效措施.     

不同冬季覆盖作物对稻田甲烷和氧化亚氮排放的影响

采用静态箱-气相色谱法对不同冬季覆盖作物处理［免耕直播黑麦草-双季稻(T₁)、免耕直播紫云英 双季稻(T₂)、翻耕移栽油菜-双季稻(T₃)、免耕直播油菜-双季稻(T₄)和冬闲-双季稻(CK)］下稻田甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）排放进行观测,分析了不同冬季覆盖作物对稻田CH₄和N₂O排放的影响.结果表明：在冬季作物生长期,不同冬季覆盖作物稻田CH₄和N₂O总排放量与对照（CK）的差异均达到极显著水平（P<0.01）;T₃和T₁处理的稻田CH₄和N₂O排放量最高,其CH₄排放量分别为0.88 和0.60g·m^-2,N₂O排放量分别为0.23 和0.20 g·m^-2;冬季作物还田后,各处理早、晚稻田CH4排放量均明显高于对照.早稻田CH₄排放量最高的为T₁和T₂处理,分别达21.70和20.75 g·m^-2;晚稻田CH₄排放量最高的为T₃和T₄处理,分别为58.90和54.51 g·m^-2.各处理早、晚稻田N₂O总排放量均显著高于对照,T₁、T₂、T₃和T₄处理的早稻田N₂O总排放量分别比对照增加53.7%、12.2%、46.3%和29.3%,晚稻田分别比对照增加28.6%、3.8%、34.3%和27.6%.