我国稻作系统GHG的农艺减排潜力与重点方向

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1、我国稻作系统GHG的农艺减排潜力和重点方向路明张卫建“2013年中国作物学会学术年会”河南郑州2013-10-22中国农业科学院作物科学研究所Tel:15810789930e-mail:zhangweijian@caas.cnzwj@njau.edu.cn汇报内容一、作物增产与农田减排的协调意义二、稻作技术对温室气体排放的影响三、稻田减排的区域差异与技术潜力四、水稻增产与稻田减排的协调途径一、作物增产与农田减排的协调意义1、我国作物生产面临的世纪新挑战全球性气候变暖与资源短缺是现代作物生产所面临的最严峻的

2、挑战，作物生产方式和科研资助方向正在发生重大调整。作物生产系统农产品总量农产品质量生态安全气候变化资源效率环境质量2、粮食增产和GHG减排是国家的重大战略需求粮食产量必须增长碳排放量必须减少3、农业和农田是CH4与N2O的主要来源之一以百年计算，CH4和N2O的增温潜势分别是CO2的25和300倍左右。4、作物增产与农田减排在目标上可兼顾减少农田CH4和CO2的排放，可以促进土壤增碳，提高土壤有机质含量，改善土壤理化性状，利于作物高产稳产；减少N2O排放，可以减少土壤氮损失和用量，降低生产成本，改善环境，

3、利于作物高产高效和环境健康及农民增收。CH4N2OCO2地上系统？地下系统5、水稻增产与稻田减排在品种改良上可统一稻田排放的CH4有70%以上是通过水稻植株排向大气，植株矮、分蘖多的品种排放量大；株型改良和根系活力增强，可以减少CH4排放。水稻高产育种经历了矮化高产，到新株型Superrice的过程，由“分蘖力强”转向“分蘖力低”，实现“成穗率高、秆矮穗大、收获指数高、根系活力强”的超高产目标。可见，水稻增产与稻田减排在品种改良方向上是一致的。85cm105cm160cm6、水稻增产与稻田减排在稻作技术上

4、可协调CH4湿润灌溉不仅可以显著提高水稻单产，而且减排效果非常明显，但同时也促进稻田土壤有机质分解。秸秆还田可以补充土壤有机碳，但增加土壤碳排放。两者结合，可能促进水稻增产和稻田减排。7、研究方法与技术路线试验点水稻区文献综合分析：收集国内外现有文献，对现有技术研究进行Meta-分析，比较不同农艺措施对稻田CH4和N2O排放的影响大小，以及对水稻单产的贡献大小；比较不同稻作区气体排放和产量差异，明确稻田减排的技术潜力和区域差异；Agriculture,EcosystemandEnvironment,201

5、3稻作技术与模式研究：在综合分析的基础上，对我国稻麦区其它农艺技术进行试验研究，包括：高产低排放品种、旱育秧、厢沟浸润灌溉、增密减氮等关键技术及模式集成与示范。二、稻作技术对温室气体排放的影响1、现有研究的Meta-分析结果少免耕对稻田CH4和N2O的排放影响不显著，但可以显著降低耕种作业能耗，从而实现节能减排（以常规耕作为对照：值为1）。少免耕对稻田CH4和N2O排放的影响不显著；化肥施用对稻田CH4和N2O排放的影响显著；适量施肥可以提高水稻产量，但过量施肥产量下降，N2O排放增加，因此，存在一个高产

6、减排的适量临界值（以空白为对照：值为1）。新鲜有机肥显著提高CH4排放，腐熟有机肥对CH4排放影响不显著。新鲜有机肥施用对CH4的促进效应，可能被土壤有机碳增加的效应弥补，其温室效应需要进一步综合分析（不施有机肥为对照：值为1）。有机肥施用对稻田CH4和N2O排放的影响显著；灌溉措施对CH4和N2O排放的影响。湿润灌溉(AWD:AlternateWettingandDrying)可以显著减少CH4排放，水稻产量递增，增加N2O排放，但总温室效应显著下降。不同年代水稻品种对稻田CH4和N2O排放的影响试验地

7、点：3个点（辽宁沈阳、江苏丹阳、江西进贤）；试验品种：1950-60s、1970s、1980s、1990s、2000s，每个年代2个品种，3次重复。2、关键技术的试验研究结果3个试验点的平均值表明，种植不同年代品种下，水稻田CH4和N2O排放差异显著，其排放强度随年代的递增，呈下降趋势。现代新品种CH4排放的差异（超级稻）品种区域：3个区域（东北单季稻区、长江中游双季稻区、长江下游稻麦两熟区）；试验品种：至今已经通过国家审定的主要超级稻品种，东北11个，长江中游12个，长江下游14个。东北长江中游长江下游

8、从我国现已审定的超级稻品种来看，三大稻作区超级稻的CH4排放存在显著差异。这表明，通过品种选择，可以实现水稻增产与稻田减排的协调。筛选适宜的品种，可望增产减排。超级稻与常规稻相比，超级稻的排放强度显著低于常规稻的排放强度。育秧方式对稻田CH4和N2O排放的影响试验地点：3个点（辽宁沈阳、江苏丹阳、江西进贤）；试验品种：育秧方式（水育秧、湿润育秧、旱育秧），3次重复，CH4和N2O监测。水稻育秧方式对稻田CH4和N2O排放的影响