【摘要】：為了綜合評估節(jié)水灌溉、控釋尿素和減量施氮對雙季稻的碳足跡和成本收益的影響,篩選出“低投入-低排放-高收益”的稻田水氮管理模式。本研究以漢江平原雙季稻為研究對象,設(shè)計6種不同的水氮管理措施:(1)普通尿素+常規(guī)灌溉(U+CI),作為對照(CK);(2)普通尿素+節(jié)水灌溉(U+SWD);(3)減氮20%+普通尿素+節(jié)水灌溉(US+SWD);(4)樹脂包膜控釋尿素+常規(guī)灌溉(CRU+CI);(5)樹脂包膜控釋尿素+節(jié)水灌溉(CRU+SWD);(6)減氮20%+樹脂包膜控釋尿素+節(jié)水灌溉(CRUS+SWD)。采用靜態(tài)箱-氣象色譜法測定稻田甲烷(CH_4)和氧化亞氮(N_2O)排放,并計算各處理早、晚稻生長季溫室氣體排放總量;應(yīng)用生命周期法計算雙季稻全生育周期的碳足跡;結(jié)合產(chǎn)量和生產(chǎn)成本,計算不同處理下雙季稻單位產(chǎn)量碳排放強(qiáng)度、單位面積凈利潤和單位凈收益的碳排放。結(jié)果如下:(1)不同水氮處理雙季稻CH_4和N_2O排放通量的季節(jié)變化特征大致相同。CH_4排放峰主要集中在分蘗前期和曬田后復(fù)水階段;N_2O排放峰主要出現(xiàn)在曬田期,節(jié)水灌溉處理在干濕交替階段也出現(xiàn)明顯的N_2O的排放。(2)2017-2018年早、晚稻均已CRUS+SWD處理對CH_4的減排效果最好,CRU+CI處理對N_2O的減排效果最好;節(jié)水灌溉加劇了CH_4和N_2O排放量的消長關(guān)系,但由于CH_4的減排量遠(yuǎn)大于N_2O的增排量,因此能有效降低雙季稻溫室氣體排放強(qiáng)度;控釋尿素和減氮的氮肥管理措施,能在減少稻田CH_4排放的同時,降低N_2O的排放量,有效的減少了雙季稻溫室氣體的綜合溫室效應(yīng)。(3)2017-2018年雙季稻年產(chǎn)量均表現(xiàn)為CRU+CI處理產(chǎn)量最高,US+SWD處理產(chǎn)量最低。CRU各處理產(chǎn)量均高于常規(guī)處理(p0.05),增產(chǎn)幅度在6.8%-17.5%。節(jié)水灌溉和減少20%施氮量對水稻產(chǎn)量影響存在不確定性(p0.05);CRUS+SWD處理仍能保證增產(chǎn)。(4)綜合2017-2018年雙季稻全生育周期碳排放來看,以CRUS+SWD減排效果最好(P0.05),其余依次為CRU+SWDUS+SWDCRU+CIU+SWD;其中稻田CH_4和N_2O排放對雙季稻碳足跡貢獻(xiàn)最大(50.7%-69.9%),其次為氮肥投入(21.6%-33.4%)。(5)2017-2018年雙季稻成本最高的處理均為CRU+CI處理,每年約為3.25萬元/hm~2;成本最低為US+SWD處理,每年約為2.92萬元/hm~2;2017年和2018年雙季稻單位面積凈收入均已CRUS+SWD處理最高,與CK處理相比,兩年分別增加51.3%和39.3%(p0.05);各處理雙季稻單位凈收入碳排放由大到小依次為U+CIU+SWDUS+SWDCRU+CICRU+SWDCRUS+SWD;其中,CRUS+SWD處理與CK組相比,2017年和2018年雙季稻單位凈收入碳排放分別降低63.1%和58.6%(p0.05)。綜上,節(jié)水灌溉、控釋尿素和減氮20%在保持或者增加產(chǎn)量的基礎(chǔ)上,可實現(xiàn)稻田溫室氣體減排目標(biāo),減少氮肥、水分以及人力投入,提高了單位面積凈利潤,是具有可推廣性的田間水肥管理措施。
【圖文】：

沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文主體材料為透明聚碳酸酯板，由中樞控制箱門開關(guān)并自動采氣（萬運帆等，2011傳統(tǒng)人工操作的靜態(tài)暗箱采氣法，節(jié)省了時間和人力，同時能提高采樣密度，進(jìn)行野外試驗。自動采樣系統(tǒng)中的每個三開門靜態(tài)箱中都配有土壤溫度探頭，探頭，空氣溫度探頭和用于箱內(nèi)氣體混勻的電風(fēng)扇，具體三開門靜態(tài)箱實物和 2.1 和圖 2.2。自動采樣系統(tǒng)采樣頻率為曬田前間隔 1 或 2 天，曬田期間隔 1 間隔 2 或 3 天。采氣時間于上午 9:00-11:00 之間進(jìn)行，關(guān)閉箱門后，每個 7min箱內(nèi)氣體，共采氣 5 次，最后一次采氣完成后，自動打開箱門，自動采氣系統(tǒng)，箱門處于打開狀態(tài)。采氣同時記錄箱內(nèi)溫度，5cm 土壤溫度和濕度。具體自，自動采氣方法與王斌等（2014）相同。

圖 2.2 自動溫室氣體箱結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 2.2 Sketch map of automated chamber for GHG measuremen體框架 2.上開門 3.右開門 4.左開門 5.聚碳酸酯板 6.圍板 7.箱腳 8.密封條及壓條 9定動注入真空玻璃瓶內(nèi)保存，于 24h 內(nèi)通過氣相色譜儀（ CH4和 N2O 濃度。CH4濃度由氫火焰離子檢測器（FO 濃度由微電子捕獲檢測器（ECD）測定，工作溫度高純氫，色譜柱柱溫 55℃。線性擬合相同箱內(nèi) 5 個氣斜率，若擬合度 R2＜0.86，則舍棄此次觀測值。計算方法 N2O 的排放通量，即單位時間內(nèi)、單位面積稻田上 C蔡祖聰?shù)龋?009）如下：F = ρ × V/A × dc/dt × 273/(T + 273)
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S511.42

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3 李q諗，

本文編號：2673163