水循环对太湖地区稻田生态系统中养分平衡的影响

本研究在太湖地区常熟、无锡和武进三县（市）设立试验点，同时研究小麦-水稻两熟轮作制中水循环过程的降雨、灌溉、外排、渗漏四途径对N、P、K、Ca、Mg，S六种营养元素的迁移量；水循环输入，输出途径对于土壤养分库中上述六种元素容量变化的贡献；水循环输入、输出途径对于稻田生态系统各养分总输入、总输出的贡献，结果表明，水循环对六种营养元素迁移量大小顺序为：Ca>Ma、S>K>N>P；水循环对土壤养分库容量影响最强烈的元素是Ca、Mg，使之出现了较大程度的亏损，而对钾，氮，磷的影响较小，尤以磷素为甚；水循环对稻田生态系统中Ca、Mg、S三元素的输入贡献率为50%-88%，输出贡献率为73-94%，主导着该三元素的循环。     

稻田养鱼的生态防灾机制与效益分析—以湖南为例

以湖南为例从分散蓄水与扩容蓄水、即时蓄水与重复蓄水、分级截流与设阻截流等角度,分析了稻田养鱼的生态防灾机制,得出湖南宜鱼稻田87.0万hm^2,以蓄水30cm计算可蓄存107.9亿m^3。通过重复蓄水、设阻蓄水,接纳多次降雨洪水,调节水分时空分布,创造减灾避灾的人工生态防灾系统,形成多物种共生共存的农田湿地生态系统,提高农田生态经济效益。     

控制稻田甲烷排放的农业管理措施研究

１９９０～１９９２年连续３ａ,对北京和南京具有代表性稻田进行了甲烷排放通量测定。结果表明,甲烷排放日变化规律受土壤理化性质、农业管理措施、气候变化等影响而变化,在下午１５:００～１８:００出现高峰值￣(１－６),甲烷排放季节变化规律在分蘖期和孕穗期两次出现高峰。采取不同的农业管理措施对稻田甲烷排放的影响显著:间歇灌溉对烤田后的稻田能降低甲烷排放又可增加水稻产量;南方地区垅作栽培有利于减少冬水田甲烷排放,北方地区旱种可减少甲烷排放;有机肥能促进甲烷排放,稻田分蘖期和孕穗期施用硫酸铵和尿素能抑制甲烷排放。      

北京地区春季稻稻田甲烷排放的研究

观测不同农业管理条件下,北京地区春季稻稻田甲烷的排放通量。以当地农民所惯用的管理方式为代表,排放通量为８．７ｍｇ／（Ｍ＾２．ｈ）。甲烷排放有季节性变化,以分蘖期和扬花期为峰值,土壤氧化还原电位的变化与甲烷排放有很好的相关性,施用过量的有机肥会增加排放,采用科学的间歇灌溉方式可以增产并降低甲烷的排放旱直播技术虽可大大降低甲烷和但影响水稻产量,有待进一步的研究。     

中国红黄壤地区作物生产的气候生态适应性研究

以３０ａ的气象资料和８种作物生长发育特性为基础，运用模糊数学的隶属函数原理分析中国红黄壤地区作物生长的气候生态适应性。研究结果表明，春播作物全生育期温、光、降水适应性隶属度分别呈低、高、低，低、一般、高，高、一般、低的形式；夏播作物分别呈低、高、低，高、一般、低，低、低、低的形式；秋播作物分别呈一般、高、低、高，高、低、低，低、较高、一般的形式。提出了优化管理的对策。     

江西稻田红壤中丙溴磷的移动特性及其主要影响因素

用土壤薄层色谱法研究农药丙溴磷在不同层江西省稻田红壤中的移动特性及其在表层土壤中移动的主要影响因素.以稻田灌溉水为展开剂,测得丙溴磷在表、中和下层土壤薄层板上的比移值Rf分别为0.375、0.301和0.092,这表明丙溴磷在表层土壤中中等移动、中层土壤中不易移动和下层土壤中不移动,对地下水污染可能性较小,但可能对地表水会产生一定程度的污染.改变土壤有机质和黏土量,调节稻田灌溉水pH和CEC(阳离子交换量),考察这4种因素对丙溴磷在表层稻田红壤中移动的影响.结果表明,土壤有机质可抑制表层土壤中丙溴磷的移动,但起主要抑制作用的是难氧化土壤有机质;土壤黏土量与丙溴磷在土壤中的移动性呈明显的负相关,其相关系数为-0.976(n=5,P<0.05);稻田灌溉水pH>5时,表层红壤中丙溴磷的迁移随pH增大而增大;增大稻田灌溉水的CEC可促进丙溴磷在表层土壤中的移动.从同一土壤剖面来看,稻田红壤CEC和黏土量是丙溴磷在不同层土壤中移动性差异的主要影响因素.     

稻田土壤β-1, 4-葡萄糖苷酶活性对温度变化的响应特征

温度是土壤酶活性的关键非生物影响因子,调控着土壤物质周转过程.为了探究温度变化对稻田土壤有机质周转及其关键胞外酶活性的影响,设计室内培养试验,分别在5、15、25和35℃下测定亚热带稻田土壤BG（β-1,4-葡萄糖苷酶）活性,探究温度对土壤胞外酶活性及其与碳氮转化过程的影响特征.结果表明:稻田土壤中w（DOC）（DOC为可利用态碳）、w（NH₄+-N）和w（MBC）（MBC为微生物生物量碳）在5~25℃下随着培养时间的增加而降低.在第15天时BG活性达到306.57~437.75 nmol/（g·h）,并随温度的增加表现为先增后减,在第3、75天时,25℃下BG活性为184.46~207.60 nmol/（g·h）.土壤酶活性的Q₁₀（温度敏感性）在15℃升至25℃时表现出正响应（Q₁₀=1.5）,而在5~15℃和25~35℃时Q₁₀ < 1,表现为消除效应.土壤酶活性的变化是多因素共同影响的结果,温度作为关键影响因子,升温显著改变了土壤中w（DOC）、w（NH₄+-N）、w（MBC）、w（MBN）（MBN为微生物生物量氮）,进而影响土壤BG活性;土壤中w（MBC）对BG活性具有直接的显著负影响作用.研究显示,对参与稻田土壤碳转化BG酶活性的温度敏感性及其与土壤关键理化因子之间的耦合关系进行量化,有助于深入开展水稻土碳循环及其调控机制研究.      

土壤自养微生物同化碳向土壤有机碳库输入的定量研究：14C连续标记法

自养微生物在土壤中广泛存在,但其CO2同化能力及其向土壤碳库的输入机制尚不明确.应用14C连续标记示踪技术,选取亚热带区4种典型稻田土壤在密闭系统模拟培养,探讨了土壤自养微生物同化碳向土壤碳库的输入过程和机制及其对土壤碳库活性组分的影响.结果表明,土壤微生物具有客观的CO2同化能力.标记培养110 d后,供试土壤的14C-SOC含量范围为69.06～133.81 mg.kg-1,而14C-DOC、14C-MBC含量范围为2.54～8.10 mg.kg-1、19.50～49.16 mg.kg-1.土壤自养微生物同化碳(14C-SOC)与其微生物截留碳(14C-MBC)呈极显著的正相关关系.土壤可溶解性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)和SOC的更新率分别为5.65%～24.91%、4.23%～20.02%和0.58%～0.92%.而且,土壤自养微生物同化碳的输入对土壤活性碳组分的DOC、MBC含量变化影响较大,而对SOC影响较小.对微生物在土壤碳循环过程的基本功能的认识在本研究中得以丰富和加深.     

不同水分管理方式下水稻生长季N2O排放量估算：模型应用

基于田间原位测定结果,作者建立了不同水分管理方式下稻田N₂O排放估算的统计模型. 在模型验证和输入参数检验的基础上, 本研究应用模型估算了20世纪50～90年代我国稻田水稻生长季N₂O直接排放量. 结果表明, 由于水稻种植面积和氮输入量的增加、以及水分管理方式的变化, 稻田N₂O-N季节排放量从20世纪50年代平均每年9.55 Gg增加到了90年代每年32.26 Gg, 同期伴随着水稻单产的增加. 在20世纪50～90年代间, 我国水稻生产的N₂O-N排放量以平均每10 a6.74 Gg的速度递增. 20世纪50年代和90年代稻田N₂O-N季节排放通量平均分别为0.32 kg·hm^-2和1.00 kg·hm^-2, 相当于季节氮输入总量的0.37%和0.46%. 本研究模型估算50～90年代间稻田N₂O季节排放量的不确定性为59.8%～37.5%. 就全国稻田的不同种植区域而言, 长江中下游地区稻田水稻生长季N₂O排放量占全国稻田N₂O排放总量的51%～56%. 20世纪90年代水稻生长季N₂O排放量约占我国农田N₂O年总排放量的8%～11%. 相对于旱地作物而言, 过去几十年水稻生产的发展在很大程度上减缓了我国农业生产的N₂O排放. 然而, 随着水稻生产中节水灌溉的推广和氮肥施用量的增加, 我国稻田N₂O季节排放量预计将相应增加.     

不同水分管理方式下水稻生长季N_2O排放量估算:模型建立

我国水稻生产中往往采用多种水分管理方式,如持续淹水、淹水-烤田-淹水和淹水-烤田-淹水-湿润灌溉等. 水分管理方式的不同会引起水稻生长季N2O排放的显著变化. 本研究收集和整理了2005年以前17篇国内外文献报道的有关我国稻田N2O季节排放通量的71组田间原位测定资料,每组资料包括稻田氮肥施用的种类和施用量、水分管理方式、N2O季节排放量等数据,旨在建立不同水分管理方式下水稻生长季N2O直接排放量的估算模型. 分析结果表明,持续淹水稻田N2O季节排放量与施氮量无明显相关关系,在淹水-烤田-淹水和淹水-烤田-淹水-湿润灌溉的水分管理方式下,两者呈极显著线性正相关关系. 持续淹水稻田N2O季节排放总量相当于施氮量的0.02%. 基于普通最小二乘法(OLS)分析技术建立的线性回归模型估算结果表明,淹水-烤田-淹水的水分管理方式下稻田肥料氮的N2O排放系数为0.42%,但N2O季节背景排放量不显著. 在淹水-烤田-淹水-湿润灌溉的水分管理方式下,水稻生长季肥料N的N2O排放系数和N2O-N背景排放量分别为0.73%和0.79 kg·hm-2. 残差分析和效能分析显示模型具有较好的适切性. 综合3种水分管理方式,我国稻田水稻生长季N的N2O排放系数和N2O-N背景排放量平均分别为0.54%和0.43 kg·hm-2. 相对于旱作农田而言,水稻生长季肥料N的N2O排放系数较低,意味着水稻生产较旱地作物可能更有利于减缓我国农业N2O排放. 本研究建立的模型可以用于我国稻田水稻生长季N2O直接排放量的估算.