稻鸭共栖免耕减排甲烷机制及综合效益研究

《稻鸭共栖免耕减排甲烷机制及综合效益研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、湖南农业大学博士学位论文稻鸭共栖免耕减排甲烷机制及综合效益研究姓名：甘德欣申请学位级别：博士专业：作物栽培学与耕作学指导教师：黄璜2003.6.1稻鸭共栖免耕减排甲烷机制及综合效益研究摘要在利用稻鸭互利共生的关系的基础上，将免耕技术引入稻田生态系统，形成稻田免耕养鸭技术新体系。本研究从稻田甲烷排放、土壤理化性质、土壤微生物、土壤酶和水稻植株生长性状等方面对稻田免耕复合系统进行了研究，旨在为评价该系统的生态学功能提供科学依据，为该系统的推广应用提供理论基础。研究结果如下：1免耕稻一鸭复合系统稻田甲烷排放特征1．1免耕稻一鸭复合系统中甲烷的排放规律‘1．1．1免耕稻一鸭

2、复合系统稻田甲烷捧放日变化规律：免耕稻一鸭复合系统中的甲烷排放通量早晨气温较低，甲烷的捧放维持很低的水平，随着温度的升高，甲烷排放量逐渐增大，到12：00一14：oo左右出现一个排放高峰，然后再降低，直至凌晨降至最低。NcD(免耕养鸭处理，No-tillagecast—transplantedwithDucktreatment缩写为NCD)处理中田面水溶解氧大大提高，比NcND(免耕不养鸭处理，NoItillagecast．缸蚴刚an∞cd、】vimolItDuck饥舭nt缩写为NcND)和ccND(翻耕不养鸭处理，C彻ve以∞al-mlageCa或．n锄印l绌d稍

3、m叭nDucktrea恤em缩写为ccND)提高了38．4％～44．缁，有助于甲烷的氧化。1．1．2免耕稻一鸭复合系统稻田甲烷排放季节变化规律：湿地生态系统晚稻生长期间甲烷排放通量在分蘖始期较小，分蘖盛期出现一明显的排放高峰，往后随水稻的进一步生长发育而逐渐降低，尤其在水稻孕穗以后，甲烷的捧放通量一直维持较低的水平。NcD与NCND和CcND的稻田甲烷捧放通量差异极显著，但NCND和0cND之间差异不显著。在稻田平均甲烷捧放通量上表现的趋势为：NcD

4、2．h，养鸭降低了免耕处理中稻田甲烷排放通量的22．5％。分蘖盛期以后两者之间的差异逐渐减少。实行稻田养鸭主要是减少了甲烷排放高峰水稻分蘖盛期的排放通量。1．2免耕稻-鸭复合系统水稻全生育期甲烷的排放总量：养鸭对稻田甲烷排放高峰期的控制效果最为明显，在分蘖始期．分蘖盛期，NCD比CCND每平方米稻田减少了4．7239，降低了40．5％，比NcND减少的量和降低的百分比为2．333g和25．2％。从晚稻大田生育期甲烷排放量来看，ccND高于NcND和NcD。1．3免耕稻一鸭复合系统中土壤氧化还原特性对甲烷排放的影响1．3．1免耕稻．鸭复合系统中土壤氧化还原特性：NcD

5、的氧化还原电位比NcND高11．6mv。比ccND高18．4mv。就还原性物质总量而言，CcND的还原物质总量是NCD和NcND的4．1l～12．34倍和3．26～7．02倍。而且ccND处理中的亚铁离子含量明显高于NcD和NcND。ccND处理的物质还原程度明显比NcD和NcND的都强。1．3．2免耕稻一鸭复合系统中土壤氧化还原特性与稻田甲烷排放的关系：免耕养鸭处理中氧化还原电位与还原物质总量、活性还原物质数量和亚铁离子含量呈极显著负相关，也和稻田甲烷排放通量呈负相关(相关系数为一O．5232)，但没达到显著水平。2免耕稻一鸭复合系统中土壤理化性状研究2．1免耕稻

6、一鸭复合系统中土壤物理性状的变化试验结果表明，经过一季免耕养鸭，稻田0～5cm土层的容重降低了0．0139／c一；土壤非毛管孔隙在免耕处理中有所增加，相对ccND而言，NcD在O～5cm土层增加3．13％，在5～15cm处增加1．O蹦。这说明免耕保护了土壤结构，有利于土壤中“气”相条件的改善，增加土壤中空气的比例。2．2免耕稻一鸭复合系统中土壤化学性状的变化对免耕养鸭复合系统土壤的化学性质分析表明，免耕养鸭能有利于土壤中有机碳、全氮、碱解氮的提高，但对速效磷和速效钾的影响不明显。3免耕稻一鸭复合系统土壤微生物数量和微生物量的研究：3。1各处理土壤微生物区系分布：三大

7、类微生物数量在剖面中有明显的上高下低的分布趋势；特别是o-5cm土层，NcD处理中各类微生物数量高于同层次的NcND和ccND。NcD的剖面分布尽管也是呈现上高下低的格局，但5．15锄土层中各微生物数量和总数均大于N西D和Ca岫处理中同层次的微生物数。三大类微生物的数量以及微生物总数的大小顺序为；NCD>N∞7D>a0ND。3．2不同处理对产甲烷细菌数量的影响3．2．1基质的选择：甲醇和乙酸钠为基质的培养管中，产CH4量均高于空白。NcD处理在甲醇和乙酸钠中，产CH4量分别是空白的42．6和45．3倍，因此选择乙酸钠为培养产甲烷菌的生长基质。3．2．2免耕稻一鸭