氮肥对淹水水稻甲烷排放的影响
Sandeep k .宝1＊, Arti Bhatia1, Om库马尔1和Ritu托马1
1印度农业研究所环境科学与气候弹性农业中心，新德里，110012印度
http://dx.doi.org/10.12944/CWE.11.3.20
甲烷是水稻土厌氧条件下排放的第二大温室气体。研究了不同施氮量对水田甲烷排放的影响。试验采用完全随机区组设计，设3个处理、3个重复。处理为对照(0 kg N hm2－1)、尿素(120公斤N公顷)－1)和硫酸铵(120 kg N ha－1)．在所有处理中，磷(60 kg)2O5哈－1)和K(40公斤K2阿哈－1)也作为基础剂量。季节累积甲烷通量以尿素36.3 (kg hm2)最高－1)其次为对照35.2 (kg hm－1)和硫酸铵28.5 (kg ha .－1)．与对照相比，施用硫酸铵可使总排放量减少19.5%，同时降低CH4与施用尿素相比，排放量减少21.6%。在此基础上，我们可以得出结论，施用硫酸铵是减少水稻土甲烷排放的有效工具。
水稻;甲烷;尿素;硫酸铵
复制以下引用本文:
张志强，张志强，张志强，等。氮肥对淹水水稻甲烷排放的影响。2016;11(3)。DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.11.3.20
复制以下内容来引用这个URL:
张志强，张志强，张志强，等。氮肥对淹水水稻甲烷排放的影响。2016;11(3)。可以从://www.a-i-l-s-a.com/?p=16574
简介
甲烷(CH4)由于人类活动的影响，大气浓度显著上升。Graedel和麦克雷1提出了大气中CH浓度的第一个证据4正在增加。在农业生产中，淹水水稻土壤是全氟化钾的主要来源4排放到大气中。大米是世界上仅次于玉米的第二大谷物消费，亚洲90%的大米是在灌溉条件下种植的。在持续静水条件下，土壤氧化还原电位(Eh)在数天内急剧下降，导致土壤发生甲烷生成过程。2在产甲烷过程中，土壤古菌产甲烷菌降解有机质，产生CH4.3.CH4水稻土壤甲烷排放是氧化环境中甲烷营养体氧化后在还原环境中产甲烷菌产量的净平衡，受水分条件、Eh、土壤温度、pH、肥料管理和有机质等多种因素的影响。4 - 5干湿交替、季中排水、水稻集约化系统等水管理措施是减少水蚀的有效手段4水稻种植排放。水管理在低地地区具有一定的局限性，水管理是一项艰巨的任务，因此需要其他有效的干预措施4从低地减少或继续淹水水稻土壤。CH4是仅次于二氧化碳的第二大温室气体，是二氧化碳的25倍。6 - 7根据联合国政府间气候变化专门委员会8CH4占全球总排放量的16%，仅稻田就占总碳排放量的10%4全球排放水平。9Kumar et al .,10据报道，到21世纪末，由于全球温室气体大气浓度的增加，全球平均气温可能上升到1.5ËšC。全球变暖是21世纪的主要问题圣科学和政策制定者的世纪。随着世界人口的增长，在这种情况下，CH4需要在不影响水稻生产的情况下减少稻田的污染。水稻产量取决于种植时施用氮肥的种类和数量。有机磷农药可采用氮基肥料改良剂4减少水稻土壤的排放。不同氮基肥料对全磷的影响4碳排放没有那么高，所以它是必要的。本试验旨在研究氮肥对全氟化钾的影响4连续淹水条件下水稻土排放特征。
材料和方法
网站描述
田间试验于2015年秋收季节在印度新德里印度农业研究所研究农场进行(图1)。该地区气候条件为亚热带半干旱气候，冬季干燥，6 - 9月降水量最大(图2)。研究场地土壤质地为砂壤土，移植物前土壤理化指标见表(1)。
 |
|
 |
|
表1:移栽前试验点的理化性质
土壤参数值 |
|
砂(%) |
46 |
狭缝(%) |
32 |
粘土(%) |
22 |
pH值(1:2.5::土壤:水) |
8.4 |
有机C (%) |
0.58 |
CEC* (c mol kg－1） |
7.3 |
水力导率(cm d－1） |
4．7 |
奥尔森P (kg ha－1） |
31.9 |
KMnO4可提取量N (kg ha－1） |
250 |
NH4+- n(公斤公顷－1） |
24.8 |
没有3.-- n(公斤公顷－1） |
34.1 |
田间持水量(%) |
21.2 |
实验设计和处理细节
实验共设3个处理，每个重复3个，放置于RBD中。表(2)列出了各处理的组成和剂量。普萨巴斯泰1509品种(栽培稻L.)进行实验。移栽2 ~ 3株23日龄水稻幼苗，行距15 × 20 cm。全生育期地下水灌溉维持8±4 cm水位的连续淹水条件。田地自然要晾干三周才能收割。没有使用化学干预(杀虫剂和除草剂)来避免它们的额外影响。如有需要，可手工除草。
表2:水稻栽培不同处理
治疗 |
剂量 |
方法的应用 |
控制 |
N (0 kg N ha－1)， 0公斤磷2O5哈－1)， K (0 kg K2阿哈－1） |
不适用 |
尿素 |
N (120 kg N ha－1)， (60公斤磷2O5哈－1)， K(40公斤2阿哈－1） |
P和K以基施为主，N(尿素)以总剂量的50%(基础)、25%(分蘖)和25%(穗起)分3次施氮。 |
硫酸铵() |
(120公斤N公顷－1)， (60公斤磷2O5哈－1)， K(40公斤2阿哈－1)， |
P和K以基施为主，N(硫酸铵)以总剂量的50%(基施)、25%(分蘖)和25%(穗起)分三次施。 |
甲烷采样和分析
采用人工闭室技术，在水稻栽培过程中每隔7天定期采集气体样品。11在上午9点到11点之间收集气体样本，在0、1/2和1小时内使用20毫升气密注射器从腔室顶部提取样本。CH的浓度4采用柱式气相色谱法和火焰电离检测器对采集的气体样品中的气体进行测定。
结果和讨论
各处理前3周甲烷排放量均较低，且随植物生长和土壤Eh降低而显著增加。最高通量峰值出现在移栽后35天(DAT)，第二个峰值出现在63 DAT(图1)。
 |
|
两个高CH4峰值可能是由于土壤有机质降解甲烷菌在厌氧条件和类似的通量也报道12在水稻土壤。累积季节性CH4通量为35.2 kg hm2－1对照处理下累积CH最高4尿素通量为36.3 kg hm2－1处理次之，对照(35.2kg hm－1)和硫酸铵(28.3公斤公顷)－1)．与对照相比，施用尿素提高了CH4排放减少了2.72%，硫酸铵修正案减少了CH4与对照相比，减少了19.5%的排放量(图2)。硫酸铵的施用减轻了总季节性CH4与尿素相比，排放减少了21.6%(图2)。
CH越高4未作氮肥改良的施氮地块的排放情况已有报道。13尿素的施用提高了土壤中铵离子的浓度，并且由于CH结构的对称性4和铵离子3.甲烷营养体与铵离子而不是CH结合4因此CH更少4土壤中甲烷营养体的氧化作用，最终导致更高的CH4从土壤排放。14
南城15观察到平均CH减少了15%以上4在200 kg N ha条件下，硫酸铵对水稻土的通量影响较大－1与200公斤N公顷相比－1尿素合并。Ali等人也观察到了类似的发现。16他们报告说，总季节性CH减少了16%和21%4硫酸铵对孟加拉国旱地和低地水稻土壤尿素的通量。土壤活性硫酸盐离子浓度随硫酸铵离子浓度的增加而增加16土壤中硫酸盐还原菌的数量较多。硫酸盐还原菌与产甲烷菌竞争有机质，因为它们都以相似的底物为食5因此，硫酸铵的施用抑制了土壤中产甲烷菌的活性，从而导致CH4水稻土的通量减少。
 |
|
结论
在田间试验中，研究了不同氮肥对水稻土甲烷排放的影响。总累积甲烷排放量以施尿素组最高，施硫酸铵组最低。硫酸铵施用比尿素和对照分别降低19.5%和21.6%。因此，根据田间试验数据，施用硫酸铵可显著降低水稻土甲烷含量。
确认
我们感谢新德里印度农业研究所(IARI)主任、院长和PG学院为这项研究提供所需的所有设施。印度大学资助委员会(教资会)对Sandeep K. Malyan先生在攻读教资会- jrf /SRF博士学位期间提供的资金支持表示感谢。
参考文献
- 格雷德尔，t.e.，麦克雷，j.e.， 1980。在过去的十年中，大气中甲烷和一氧化碳浓度可能增加。地球物理学。Res. Lett. 7,977 -979。
CrossRef - 库马尔，s.s.， Malyan, s.k.， 2016。硝化抑制剂:缓解水稻土壤温室气体排放的前瞻性工具。咕咕叫。世界环境。11(2)，423-428。
CrossRef - Malyan, s.k.， Bhatia, A.， Kumar, A.， Gupta, d.k.， Singh, R.， Kumar, s.s.， Tomer, R.， Kumar, O.， Jain, N.， 2016。甲烷生产、氧化和缓解:影响因素的机理理解和综合评价。科学。总环境。1874 - 896。
CrossRef - Gupta, d.k.， Bhatia, A.， Kumar, A.， Das, T.K.， Jain, N.， Tomer, R.， Malyan, S.K.， Fagodiya, R. k .， Dubey, R.， Pathak, H.， 2016。减少印度-恒河平原稻-麦系统的温室气体排放:通过耕作、灌溉和肥料管理。阿格利司。Ecosyst。环境。230年,1 - 9。
CrossRef - Hussain, S.， Peng, S.， Fahad, S.， Khaliq, A.， Huang, J.， Cui, K.， Nie, L.， 2015。缓解温室气体排放的水稻管理干预措施:一项审查。环绕。科学。Pollut。22号决议3342 - 3360。
CrossRef - Pramanik, P.， Kim, pj .， 2016。对比EDTA应用对秸秆处理水稻土甲烷和氧化亚氮排放通量的影响。j .科学。阿格利司食物。n / a n / a。doi: 10.1002 / jsfa.7727。
CrossRef - Bhatia，， Ghosh, A.， Kumar, V.， Tomer, R.， Singh, s.d.， Pathak, H.， 2011。对流层臭氧升高对印度北部水稻土甲烷和一氧化二氮排放的影响阿格利司。Ecosyst。环境。144年,第21至28。
CrossRef - 国际气候变化专门委员会，气候变化(2014)缓解气候变化。第三工作组对政府间气候变化专门委员会第五次评估报告的贡献[Edenhofer, O.， R. Pichs-Madruga, Y. Sokona, E. Farahani, S. Kadner, K.Seyboth, A. Adler, I. Baum, S. Brunner, P. Eickemeier, B. Kriemann, J. Savolainen, S. Schlömer, C. von Stechow, T. Zwickel和J.C. Minx(编)]。剑桥大学出版社，英国剑桥和美国纽约。
- 全球甲烷倡议，2011年。全球甲烷排放和缓解机会。GMI，[在线]Available: globalmethane。org(2011.8.17)。
- Kumar, R.， Mina, U.， Gogoi, R.， Bhatia, A.， Harit, R. c .， 2016。气温升高和二氧化碳水平对玉米玉米白叶枯病耐受性的影响Ecosyst。环境。231年,98 - 104。
CrossRef - Hutchinson, g.l.， Mosier, a.r.， 1981年。一氧化二氮通量现场测量的改良土壤覆盖法。土壤科学。Soc。点。j . 45岁,311 - 316。
CrossRef - Suryavanshi, P.， Singh, Y. V.， Prasanna, R.， Bhatia, A.， Shivay, y.s.， 2013。不同水稻种植方式下甲烷排放与水分生产力的格局稻田水环境。11,321 - 329。
CrossRef - 夏玲，王松，闫欣(2014)长期秸秆还田对稻麦种植体系净全球变暖潜势和净经济效益的影响。阿格利司。Ecosyst。环境。197:118 - 127。
CrossRef - 丢弃,J。2000。水稻、微生物和甲烷。自然403 375 377。
- 南城,K。1995。氮肥施用及其他措施对淹水水稻甲烷排放的影响。Fertil。> 40岁,71 - 84。
CrossRef - 阿里，硕士，法鲁克，硕士，哈克，硕士，卡比尔，助理大学，2012年。土壤改良对孟加拉国水稻土壤生态系统减少甲烷排放和维持水稻生产力的影响j .包围。科学。自然资源5页179-185页。
CrossRef
