膜下滴灌旱作水稻甲烷的排放研究

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1、灌溉排水学报２０１５年４月第３４卷第４期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄＤｒａｉｎａｇｅ文章编号：１６７２－３３１７（２０１５）０４－００６７－０３膜下滴灌旱作水稻甲烷的排放研究黑瑞１，田军仓１，２，３，马波１，２，３（１．宁夏大学土木与水利工程学院，银川７５００２１；２．宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术研究中心，银川７５００２１；３．旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心，银川７５００２１）摘要：采用对比观测方法，研究了膜下滴灌旱作水稻甲烷的排放变化。结果表明，膜下滴灌旱作水稻（品种为Ｄ１０）土壤水分下限

2、为０．８θ田时，观测１５ｍｉｎ内甲烷的排放量比土壤水分下限θ田条件下平均降低３２％，甲烷日平均排放量则平均降低１２．６９％，说明土壤水分是影响甲烷的主要因素之一；１２：００，甲烷排放量最大，为２．５２ｍｇ／Ｌ，此时光合速率值最大，胞间ＣＯ２摩尔分数最小；１６：００，甲烷排放量最小，为０．９６ｍｇ／Ｌ，光合速率为次大，胞间ＣＯ２摩尔分数上升。说明温度和光合作用是影响甲烷的重要因素。关键词：旱作水稻；膜下滴灌；甲烷；排放量；光合作用中图分类号：Ｘ１４４；Ｓ２７５．６文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１３５２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｇｐｓ．

3、２０１５．０４．０１４黑瑞，田军仓，马波．膜下滴灌旱作水稻甲烷的排放研究［Ｊ］．灌溉排水学报，２０１５，３４（４）：６７－６９．甲烷是引起全球温室效应的最重要的温室气体之一，其中很大一部分来源于水稻种植。据估算，稻田甲［１］２［１］烷排放量约占甲烷排放总量的４％～３５％。中国水稻面积３３００余万ｈｍ，占世界稻作面积的２２％，产［２］量达到全球的３７％。多年来，科学家们在世界各地对水稻甲烷的排放进行了大量的观测，但是直接针对旱作膜下滴灌水稻种植区中大气甲烷的观测研究鲜见报道。宁夏深居内陆，属于温带大陆性气候，在北方地区的气候特

4、征十分典型，通过研究宁夏膜下滴灌水稻种植区域大气中甲烷的变化，可以进一步了解该地区甲烷的排放情况，为低碳农业生产以及甲烷减排提供理论依据。１材料与方法１．１试验基本概况试验于宁夏银川平吉堡农八队进行（３８°３０′Ｎ，１０６°０７′Ｅ，海拔１１１１．５ｍ），该区每年５—１０份种植水稻。试验田土壤属壤土，土壤干密度为１．５１ｇ／ｃｍ３，田间持水率（θ）为２２％。有机质质量分数为１２．２ｇ／ｋｇ，全田盐量为０．０９８ｇ／ｋｇ，ｐＨ值为９．１０５，速效氮质量分数为５５ｍｇ／ｋｇ，速效磷质量分数为９．８ｍｇ／ｋｇ，速效钾质量分数为１１

5、１ｍｇ／ｋｇ。１．２试验设计采用田间小区对比试验，种植水稻品种为Ｄ１０，实行膜下滴灌，土壤水分下限设２个水平（θ田和０．８θ田），３次重复，测定各处理上空１ｍ处水稻甲烷排放量。水稻采用自主研发的膜下滴灌水稻开沟施肥铺管覆膜打孔种植一体机种植，穴间距为１３ｃｍ，每穴有种子大约４０粒。每个处理施肥量相同，尿素是按照幼苗期施肥５５％、幼穗发育期施肥３５％、灌浆期施肥２。２０１３年５月２５日—７月１０日灌水量相同，即苗期灌水定额相同，７月１１日开１０％，累计施用９００ｋｇ／ｈｍ始按照试验灌水频率和灌水定额实施。如遇降雨，根据实测降雨

6、量及雨后田间土壤含水率变化情况调整收稿日期：２０１４－１１－１３基金项目：９７３计划前期研究专项课题（２０１１ＣＢ１１１５０４）；宁夏回族自治区科技厅攻关计划项目；教育部“长江学者和创新团队发展计划”创新团队项目（ＩＲＴ１０６７）作者简介：黑瑞（１９９０－），女（回），宁夏同心人。硕士研究生，主要从事节水灌溉理论与技术研究。Ｅ－ｍａｉｌ：４４６４８２７４５＠ｑｑ．ｃｏｍ通讯作者：田军仓（１９５８－），男，陕西扶风人。教授，博士生导师，主要从事节水灌溉理论与技术研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｌｘｔｊｃ＠１６３．ｃｏｍ６７各处理灌水时间

7、。１．３样品采集与分析［３］采用国内外通用的静止箱法，在每个试验点各设置１只固定的采样罩底座，有机玻璃罩规格为４５ｃｍ×５５ｃｍ×１００ｃｍ。罩内设置直径为８ｃｍ的４只３Ｖ直流电风扇，以混匀罩内气体，玻璃罩内壁四面距顶部０．２ｍ各垂直悬挂１个温度计，用以随时观察温度变化。用５ｍＬ玻璃针筒采样，并且在针筒活塞涂上凡士林，以防漏气。采用上海华爱色谱技术有限公司生产制造的ＧＣ９５６０型号的气相色谱仪进行样品分析。标准气由济宁协力特种气体有限公司提供，相对平均偏差为１１．４％。分析柱型号规格为ＨＰ－ＰＬＯＴ－Ｑ，是基于键合的苯乙烯－

8、二乙烯基苯（ＤＶＢ）的色谱柱，柱温为６００℃恒温，载气为高纯氩气，流速为３０ｍＬ／ｍｉｎ，保留时间为２．１３ｍｉｎ。采用峰面积的方法测量甲烷。手动进样，每次进样１ｍＬ，每个样品重复分析３次，相对误差小于１．３％。２结果与分析２．１膜下滴灌旱作水稻不同土壤含水率处理的稻田上空１５ｍｉｎ内甲烷