免耕稻-鸭复合系统减少甲烷排放及其机理研究

以免耕不养鸭和翻耕不养鸭稻田为参照,研究了免耕稻-鸭复合系统中甲烷排放的日变化和季节变化以及稻-鸭复合系统中土壤氧化还原特性对甲烷排放的影响。结果表明:稻田甲烷排放通量日变化与日气温变化基本趋于一致。在水稻分蘖盛期和孕穗期,免耕养鸭稻田甲烷排放通量明显低于免耕不养鸭和翻耕不养鸭稻田, 3者之间甲烷排放通量大小差异白天明显,夜间较小。在水稻分蘖盛期、孕穗期和齐穗期,免耕养鸭稻田水中溶解氧含量比免耕不养鸭和翻耕不养鸭稻田提高38. 4% ~44. 7%。由于鸭子的活动,免耕养鸭稻田的氧化还原电位分别比免耕不养鸭和翻耕不养鸭稻田高11和18mV。而翻耕不养鸭稻田的还原物质总量分别是免耕养鸭稻田和免耕不养鸭稻田的4. 17~12. 34倍和3. 26~7. 02倍,其亚铁离子含量也明显高于后2者,表明翻耕使土壤还原程度增强,进而促进了稻田甲烷的排放。相关分析表明,免耕养鸭稻田氧化还原电位与还原物质总量、活性还原物质总量和亚铁离子含量呈极显著负相关,也与稻田甲烷排放通量呈负相关,但未达显著水平。     

湿地稻-鸭复合生态系统综合效益研究

2000年3月至2001年10月在湖南长沙进行了湿地稻-鸭复合生态系统综合效益的小区试验。结果表明,实行稻-鸭生态种养显著降低稻田甲烷排放量,与常规稻田相比,甲烷排放总量在早稻田与晚稻田分别降低44.2%和40.7%。各处理晚稻田甲烷排放总量高于早稻田甲烷排放总量。养鸭稻田与常规稻田相比,土壤肥力都有所增加,土壤容重降低,>0.25mm团聚体增加2.65～3.12百分点,土壤结构系数增加2.56～6.63百分点。同时,稻田土壤氧化还原状况也得到明显改善。湿地稻-鸭复合生态系统直接的经济效益也远高于常规稻田。     

稻鸭鱼共栖生态系统CH4排放规律研究

首次对稻-鸭-鱼共栖生态系统中的甲烷排放通量进行了系统研究。结果表明:甲烷排放通量日变化呈现一定的规律,排放高峰出现在下午14:00~16:00,晚上0:00~4:00达到最低值。稻-鸭-鱼共栖生态系统生态种养期间甲烷排放通量表现出一定的规律,甲烷排放出现2个峰值分别出现在水稻生长返青期、幼穗分化期,第1个峰值为15.813mg/(m2·h),第2个峰值为9.485mg/(m2·h)。其次在水稻分蘖盛期,甲烷的排放通量最高可达8.227mg/(m2·h)。稻-鸭-鱼共栖生态系统中,土壤氧化还原电位增加10.98mV,还原物质总量、活性还原物质总量分别降低1.46cmol/kg、1.25cmol/kg。稻田甲烷排放与土壤氧化还原电位呈极显著负相关,与还原物质总量、活性还原物质总量呈极显著正相关。     

水旱轮作土壤-小麦系统CO2排放及其影响因素

利用静态箱/气相色谱法对川中丘陵区水旱轮作区的小麦进行全生长季CO2排放观测.结果表明,(1)土壤-小麦系统的CO2排放通量存在着明显的日变化.凌晨400～600排放量最低,随着温度的升高,CO2的排放量逐渐增大,在午后100～300达到峰值.分析表明,气温和地表温度与土壤-小麦系统CO2排放通量之间存在显著的相关关系.(2)土壤-小麦系统CO2排放都有明显的季节变化.分析表明,小麦生物量和气温与土壤-小麦系统CO2排放季节变化之间存在显著的相关关系.(3)在小麦各个生育期中,CO2平均排放通量常规处理>无氮处理>空白>裸地.水旱轮作区小麦常规处理、无氮处理、空白点和裸地的CO2排放通量的平均值分别为574.51、362.23、239.91、129.47 mg/(m2·h).在小麦的各个生育期中,RH、RAR和RAS对土壤-小麦系统CO2排放的贡献率分别为20%、20%和60%.     

稻鸭萍共作复合系统的主要生态效应

对稻鸭萍共作体系的主要生态效应研究结果表明,稻鸭萍共作有利于提高土壤肥力,水稻收获后的土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾分别比对照增加7.95%、7.05%、6.47%和4.46%;稻鸭萍共作对杂草的控制效果达到98.94%,明显削弱了稻田优势杂草的发生与危害,稻田残存杂草为数甚少,P ielou均匀度指数显著提高;稻鸭萍共作对稻田飞虱有显著的控制效应,从而明显抑制主要由灰飞虱传毒危害的水稻条纹叶枯病的发病率;稻鸭萍共作虽然对水稻纹枯病也有明显防治效果,但不能阻止纹枯病的发生;由于绿萍吸附了稻田水体中部分有机物、腐殖质等,稻鸭萍共作区水体的化学需氧量比稻鸭共作区降低8.70%。     

Cd-Pb复合污染在土壤-水稻系统中生态效应的研究

采用盆栽试验研究了重金属复合污染物在土壤 -水稻系统中迁移、积累规律及生态效应。结果表明 :Cd、Pb复合污染使水稻株高比对照的下降了 5～ 7cm ,水稻减产 2 0 % ,2元素交互作用特别是 5元素复合作用影响了水稻的正常生长发育 ;不同处理中重金属在水稻籽实的分配比例依次为 5元素 >2元素 >单元素 ;Cd -Pb 2元素交互作用时 ,Pb元素的存在促进了水稻对Cd元素的吸收 ,而Cd元素却抑制了水稻对Pb元素的吸收 ;Cd比Pb元素易向地上部迁移 ,Pb元素大部分积累于水稻根部