地膜覆蓋對農田生態系統溫室氣體排放的影響研究

《地膜覆蓋對農田生態系統溫室氣體排放的影響研究》是依託西南大學，由江長勝擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：地膜覆蓋對農田生態系統溫室氣體排放的影響研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：江長勝
• 依託單位：西南大學

項目摘要

地膜覆蓋栽培具有提高地溫、抗旱保墒、保肥、抑草和高產、穩產等作用，目前我國每年農田地膜覆蓋面積已達1300萬hm2以上。在當今全球氣候變暖的背景下，乾旱頻繁發生，地膜覆蓋面積還將增大。地膜覆蓋後，膜內土壤溫、光、水、肥、氣等生態條件都發生了變化，這將對土壤CO2、CH4和N2O的產生、傳輸和排放產生影響，目前尚缺少這方面研究。本項目以我國西南地區常見的水-旱輪作農田、四季旱地和菜地為研究對象，以不覆膜農作為對照，研究地膜覆蓋農作下農田生態系統CO2、CH4和N2O的排放特徵及其控制因子，不同耕層土壤CO2、CH4和N2O的濃度特徵；結合室內分析，研究地膜覆蓋下農田土壤碳氮組分和土壤酶的動態特徵，揭示土壤溫度、水分、土壤碳氮組分、土壤酶、肥料施用量等因素的影響機制；估算地膜覆蓋下農田生態系統CO2、CH4和N2O排放量及由此引起的綜合GWP，為我國農田溫室氣體減排及增加土壤固碳提供理論依據。

結題摘要

地膜覆蓋栽培具有提高地溫、抗旱保墒、保肥、抑草和高產、穩產等作用，目前我國每年農田地膜覆蓋面積已達1300萬hm2以上。在當今全球氣候變暖的背景下，乾旱頻繁發生，地膜覆蓋面積還將增大。地膜覆蓋後，膜內土壤溫、光、水、肥、氣等生態條件都發生了變化，這將對土壤CO2、CH4和N2O的產生、傳輸和排放產生影響，目前尚缺少這方面研究。本項目以稻-油輪作農田和辣椒-蘿蔔輪作菜地為研究對象，以不覆膜為對照，研究地膜覆蓋農作下農田生態系統CO2、CH4和N2O的排放特徵及其控制因子，不同耕層土壤CO2、CH4和N2O的濃度特徵。結果表明，對於菜地，觀測期內CH4排放通量的均值分別為-7.64和-9.00μg•m-2h-1，CH4淨吸收量年均值分別為-0.54和-0.64kg•hm-2，表明地膜覆蓋在一定程度上能削弱了土壤作為CH4匯的能力。在辣椒季，不覆膜處理N2O的平均排放通量為1000.0μg•m-2h-1，覆膜處理為400.6μg•m-2h-1，覆膜顯著低於常規處理（P＜0.05）；而在蘿蔔季，N2O的平均排放通量則表現為覆膜處理（128.1μg•m-2h-1）高於常規處理（107.8μg•m-2h-1）。在各土層濃度觀測方面，發現兩種種植方式在整個觀測周期內各土層CH4和N2O濃度變化趨勢大致相同，均表現為：10cm＞20cm＞30cm，兩種處理土壤CH4和N2O濃度基本隨土層深度的增加而增加。 對於稻-油輪作農田，覆膜和非覆膜處理CH4和N2O的排放都集中在各作物的生長前期，水稻季CH4和油菜季N2O的排放通量均具有較明顯的季節變化；全年CH4的排放通量介於-0.76~1.90 mg•m-2h-1，N2O的排放通量介於-44.12~1720.14 μg•m-2h-1。地膜覆蓋顯著提高了CH4和N2O排放總量，其中覆膜處理全年CH4排放總量為25.21 kg•hm-2，相比常規處理20.93 kg•hm-2高20.5%；覆膜處理N2O的年排放總量為13.10 kg•hm-2，較常規處理下11.20 kg•hm-2的年排放總量提高了17.0%。在100a時間尺度上，覆膜處理下全年排放的CH4和N2O所引起的綜合GWP為3948.82 kg CO2•hm-2，較常規處理3039.18 kg CO2•hm-2提高了29.9%，差異顯著，表明覆膜不是一種有效的碳減排措施。