种稻土壤CH4排放规律的研究

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1、ISSN1008-文章编号:1008-181X(1999)03-0193-05种稻土壤CH4排放规律的研究徐华，蔡祖聪，李小平(中国科学院南京土壤研究所，南京210008)播要：通过盆栽试验研究了水稻生长期CH4排放的规律。结果表明，CH4排放存在明显的日变化，最大值出现在下午4点左右，最小值出现在凌晨4点左右。土壤温度的变化暹导致CH4排放日变化的主要因素。水稻生长期CM排放的季节变化受前茬季节作物种植及稻草还田时间的显著影响。前茬季节种植紫云英及休闲且水稻移栽前施用稻草处理在水稻生长初期即有大是CH。排放，且在水稻生长的前期、中期和后期分别出现3个

2、CH4排放峰；前茬季节种植小麦和休闲且在前茬季节前施用稻草处理的，直至水稻生长的中期才有少排放。烤田期间CM的排放峰值出现在土壤呈微干松软状态时；烤田至土壤干裂时，CM排放通虽降至零。关宦词：CH4排放通呈；种稻土壤；日变化；季节变化；烤田中图分类号：X13；S153文献标识码：ACH4是仅次于二氧化碳的最重要的温室气体之一⑴。自工业革命以来，大气中CH4浓度不断增加；尽管本世纪80年代至90年代初，大气中CH4浓度的年增长率有所降低，但1993年以来大气CH4浓度的年増长率又呈上升趋势。水稻田是大气CH4的重要来源，研究稻田CH4排放规律及减缓措施是

3、摆在农业环境科学家面前的一大课题。人们寄希望于寻求合适的水分管理措施来减少稻田CH4排放量。研究表明烤田能明显减少稻田CH4排放量【2】。但这些研究对烤田期间CH4排放情况未作详细说明。而只有掌握烤田期间CH4排放规律，才能对烤田是否能减少水稻田CFU排放量及其效率作岀科学准确的判断。为此，我们通过盆栽试验观察了水稻生长期CH4排放的日变化、季节变化及烤田时的变化。1材料与方法1.1供试土壤供试土壤于1995年9月22日采自江苏省句容农业学校农场水稻田，母质为下蜀黄土，土壤有机质含量17.02g/kg,全氮含量1.18g/kg。PH(H2O)浸提为6.

4、3O土壤采集后经风干、碾碎、过5mm孔径筛备用。1.2试验设计盆栽试验。盆钵为圆柱形，外径、内径和高分别为22cm.20cm和30cm。按前基金项目：国家自然科学基金项目(49771073)作者简介：徐华(1966-)，男，博士，助理研究员。收稿日期:1999-06-17茬季节作物种植及稻草还田时间共分为4个处理：休闲（“休闲早”和“休闲晩”）；种植紫云英（“紫云英早”）及小麦（“小麦早”）。每处理3个重复，共12个盆，随机分布。1995年10月28日每盆装供试土壤6kg;“休闲早”、“紫云英早”及“小麦早”的处理，各盆分别施稻草30g（全碳含＞413

5、g/kg），稻草均匀施入约占总土重1/3的上层土中。各盆于1996年6月1日上午翻土泡水。“休闲晚”的处理，各盆泡水前施入30g与“紫云英早”处理同样的稻草；各盆泡水前施入22g风干紫云英（有机碳含量378g/kg）。水稻于1996年6月14日移栽，10月12日收获。水稻品种为武育粳。4个处理各有1盆在1996年7月28H至29日和9月25日至30日烤田两次，这些盆钵在水稻生长期的其它时间以及所有其它盆钵在敕劭圧x甘日旳从工堆储港弘必太。1.3气体样品的采集与测定首先将盆钵放在特殊设计的木架上，然后璃采气箱的下边卡进上宽为2cm、深为1cm白甞匀箱内气

6、体。采样时，将两通采样针一头插进t暑插进18ml真空气瓶瓶塞，气样即由采集箱内逋誉气样CH4浓度用带有氢离子火焰检测器的•内CFU浓度与时间的关系曲线计算CH4排放邃2结果与讨论60r14520O休闲晚紫云英早1510—*—土温一5cm」101500010203040506070开始观测后小时数/hI玻、混•头欠。i瓶2.1种稻土壤CH4排放的日变化图1为晴好天气下休闲晚”和’紫云英早”处理的CH4排放通量与5cm深度的土温的日变化。日变化观测是从下午4点开始的。图1表明，CH4排放通量和5cm深度的土温存在明显的日变化。2个处理的图1连续晴天CH4排

7、放通量与5cm深度土温的昼夜变化（自7月23日下午3时30分开始）CH4排放通量和5cm深度土温皆在下午4点左右出现最大值，在凌晨4点左右出现最小值。从图1可知，CH4排放通最及土温日变化曲线类似于余弦波，24h为一变化周期，可分别用F-acos［（杆Z?）/24x2n］+c或7=acos［（什Z?）/24x2兀］+c来描述CH4排放通量及土温日变化的规律。其中F为CH4排放通量［mg/（m2.h）］,厂为土壤温度（°C）,/为时间（h）,a、b及c为常数。各处理的CPU排放通量及不同深度土温余弦波拟合的a、b、c及r（相关系数）值见表1。表1说明，各

8、处理的CH4排放通最与不同深度土温余弦波拟合的相关性皆达到1%显著水平。从力值（相位）可知各处