寒地水稻秸稈還田和溫度對(duì)稻田甲烷排放的影響

龔振平，顏雙雙，閆超，王家睿，戰(zhàn)厚強(qiáng)

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，哈爾濱 150030）

寒地水稻秸稈還田和溫度對(duì)稻田甲烷排放的影響

龔振平，顏雙雙，閆超，王家睿，戰(zhàn)厚強(qiáng)

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，哈爾濱 150030）

針對(duì)寒地水稻秸稈還田，采用定位小區(qū)連續(xù)定位觀測(cè)方法，研究寒地稻田甲烷排放規(guī)律，探討水稻秸稈還田和溫度對(duì)甲烷排放影響，估算水稻生長(zhǎng)季甲烷排放量。結(jié)果表明，水稻田甲烷排放通量呈雙峰變化趨勢(shì)；不還田（SR0）處理甲烷排放通量與氣溫顯著相關(guān)，與土壤溫度相關(guān)不顯著，低量還田（SR1）、高量還田（SR2）處理甲烷排放通量與地表溫度、5、10 cm土層溫度極顯著相關(guān)，與氣溫相關(guān)不顯著；不還田（SR0）、低量還田（SR1）和高量還田（SR2）的甲烷排放通量最大值和平均值與秸稈還田量擬合方程分別為y=0.519x+0.585（R2=0.999），y= 0.192x+0.350（R2=0.999），相關(guān)性顯著，甲烷排放量與秸稈還田量擬合方程為y=5.055x+9.168（R2=0.999），相關(guān)性顯著，甲烷排放通量和甲烷排放量隨秸稈還田量增加而升高。

寒地稻田；水稻秸稈還田；甲烷排放；溫度

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間2015-12-25 13:10:24[URL]http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20151225.1310.010.html

龔振平,顏雙雙,閆超,等.寒地水稻秸稈還田和溫度對(duì)稻田甲烷排放的影響[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2015,46(12):8-15.

Gong Zhenping,Yan Shuangshuang,Yan Chao,et al.Effect of rice straw retention and temperature on methane emission in rice field in cold region[J].Journal of Northeast Agricultural University,2015,46(12):8-15.(in Chinese with English abstract)

Effect of rice straw retention and temperature on methane emission inrice field in cold region

甲烷是重要溫室氣體，溫室效應(yīng)僅次于CO2，甲烷單分子增溫潛能為CO225倍[1]。稻田甲烷排放是大氣中甲烷重要來源之一[2-3]，水稻秸稈中含有豐富有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，合理的水稻秸稈還田可改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤養(yǎng)分含量，增加作物產(chǎn)量[4-6]，避免秸稈焚燒造成環(huán)境污染[7]，但秸稈還田也會(huì)增加稻田甲烷排放。秦曉波等研究發(fā)現(xiàn)，雙季稻田水稻秸稈還田后甲烷排放通量高達(dá)134.79%[8]。Zou等試驗(yàn)結(jié)果表明，在持續(xù)淹水的稻田中秸稈還田處理后甲烷排放量增加160%[9]。目前稻田甲烷排放研究多集中在中國(guó)南方水稻種植區(qū)，寒地水稻田研究較少。本試驗(yàn)通過連續(xù)定位觀測(cè)方法，研究寒地水稻秸稈還田對(duì)稻田甲烷排放影響，稻田甲烷排放與氣溫和土壤溫度關(guān)系，為探索寒地水稻田甲烷排放規(guī)律和估算排放量提供理論參考。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)為東北農(nóng)業(yè)大學(xué)香坊實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)基地，位于黑龍江省哈爾濱市近郊，地理坐標(biāo)為東經(jīng)126° 22'～126°50'，北緯45°34'～45°46'。屬于溫帶大陸性氣候，四季分明，年降水量500～550 mm，無霜期140 d，≥10℃積溫2 700℃。水稻一年一熟，采用連作方式，供試土壤為常年種植水稻的水稻土。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)時(shí)間為2012～2014年，采用小區(qū)試驗(yàn)，混凝土筑成2 m×2 m×0.6 m小區(qū)，填50 cm厚供試土壤。土壤基礎(chǔ)肥力為：有機(jī)質(zhì)26.2 g·kg-1，全氮0.22 g·kg-1，全磷0.17 g·kg-1，全鉀66.10 g·kg-1，硝態(tài)氮（NO3-N）46.29 mg·kg-1，銨態(tài)氮（NH4+-N）32.48 mg·kg-1，速效磷35.31 mg·kg-1，速效鉀286.73 mg·kg-1。設(shè)置3個(gè)處理，分別為水稻秸稈不還田（SR0）、低量還田（SR1）、高量還田（SR2）。將水稻秸稈截成5 cm小段，翻埋方式還田，處理隨機(jī)排列，每個(gè)處理3次重復(fù)，低量還田處理每小區(qū)秸稈還田量為2.5 kg（6.25 t·hm-2），高量還田處理每小區(qū)秸稈還田量為5 kg（12.50 t·hm-2）。供試水稻品種是松粳6號(hào)，每年5月20日翻地，5月25日泡田，5月30日插秧，插秧規(guī)格為30 cm×13 cm× 3株·穴-1。每小區(qū)施入尿素60 g（N：46%，150 kg·hm-2）、磷酸氫二銨60 g（N：18%，P2O5：46%，150 kg·hm-2）和硫酸鉀40 g（K2O：30%，100 kg·hm-2）作為基肥，并在分蘗期追施尿素60 g（N：46%，150 kg·hm-2），其他管理措施與大田生產(chǎn)相同。試驗(yàn)于5月29日開始采集氣體，之后每10 d取樣1次，至9月16日結(jié)束，共取樣12次。HOBO數(shù)據(jù)采集器采集空氣和土壤溫度數(shù)據(jù)，其中一個(gè)傳感探頭于百葉箱中讀取并記錄空氣溫度，另3個(gè)傳感探頭埋在土壤表層、5和10 cm土層，用于測(cè)定水田土壤地表、5和10 cm土層溫度。

1.3甲烷取樣與測(cè)定

靜態(tài)箱法甲烷取樣，裝置主要包括靜態(tài)箱和底座。底座長(zhǎng)期埋在田間，由不銹鋼制成，規(guī)格為40 cm×30 cm×5 cm，插秧前埋入田間，并在其中插入3穴水稻，底座埋入土中3 cm，2 cm水槽留在土壤上面。靜態(tài)箱可移動(dòng)，規(guī)格為40 cm×30 cm× 100 cm，頂部安裝微型風(fēng)扇，取樣時(shí)連接電池以混勻氣體。取樣時(shí)間為上午10:00～11:00[10]，取樣前確認(rèn)底座水槽內(nèi)有水，利用水封原理保證箱體與底座處于密封狀態(tài)。放好靜態(tài)箱后計(jì)時(shí)，在第0、30和60 min采樣，用100 mL注射器將箱內(nèi)氣體轉(zhuǎn)移至鋁箔采樣袋中。采集的氣體樣品及時(shí)帶回實(shí)驗(yàn)室，用上海天美科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)的GC-7900氣象色譜儀分析測(cè)定甲烷濃度，計(jì)算濃度隨時(shí)間變化率，甲烷排放通量計(jì)算公式如下[11]：

式中，F(xiàn)-被測(cè)氣體排放通量，V-箱內(nèi)空氣體積，A-箱子覆蓋的面積，Ct-t時(shí)刻內(nèi)目標(biāo)氣體的體積混合比濃度，t-時(shí)間，ρ-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下被測(cè)氣體密度，T0和P0分別是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣絕對(duì)溫度和氣壓，P-采樣地點(diǎn)氣壓，T-采樣時(shí)絕對(duì)溫度。

1.4甲烷排放量估算

1.5數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 17.0和Excel 2003作數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2　結(jié)果與分析

2.1水稻秸稈還田對(duì)稻田甲烷排放規(guī)律影響

比較2012～2014年稻田甲烷排放通量，分析甲烷排放通量季節(jié)變化規(guī)律、年際間差異，及水稻秸稈還田對(duì)甲烷排放規(guī)律影響，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，3處理在三年期間甲烷排放通量季節(jié)變化規(guī)律一致。插秧初期甲烷排放通量較低，隨水稻生長(zhǎng)，甲烷排放通量呈增-減-增-減雙峰變化趨勢(shì)，排放通量較大的時(shí)間主要為6月18日～8月17日，與氣溫和土壤溫度變化一致。

甲烷排放通量在出峰時(shí)間和峰值上年際間存在差異。SR1、SR2處理甲烷排放通量試驗(yàn)三年間均在6月18日達(dá)到第一個(gè)峰值，處理間差異顯著，年際間峰值大小不同。2012年SR1、SR2甲烷排放通量最大值分別為（3.34±0.27）和（5.80±0.28）mg·m-2·h-1，SR2是SR1的1.74倍；2013年SR1、SR2甲烷排放通量最大值分別為（3.95±0.51和（8.19±0.12）mg·m-2·h-1，SR2是SR1的2.07倍；2014年SR1、SR2甲烷排放通量最大值分別為（3.87±0.70）和（7.40±0.20）mg·m-2·h-1，SR2是SR1的1.91倍，秸稈還田顯著增加稻田甲烷排放通量。SR0甲烷排放通量一直處于較低水平，2012～2014年第一個(gè)峰值均出現(xiàn)在7月8日分蘗盛期，甲烷排放通量分別為（0.51±0.08）、（0.54± 0.12）、（0.61±0.03）mg·m-2·h-1。之后甲烷排放通量逐漸降低并再次升高達(dá)到第二個(gè)峰值，甲烷排放通量均低于第一個(gè)峰值，SR1、SR2處理2012、2013年均在7月28日達(dá)到第二個(gè)峰值，2014年在7月18日達(dá)到第二個(gè)峰值，SR0第二個(gè)峰值出現(xiàn)在8月17日。隨后甲烷排放通量開始階段性下降，9月初排水曬田，各處理甲烷排放通量迅速降低。

圖1　水稻田甲烷排放通量變化動(dòng)態(tài)Fig.1Variation in methane emission rates from paddy fields

2.2溫度對(duì)稻田甲烷排放通量影響

對(duì)甲烷排放通量和取樣期間氣溫、地表溫度、5和10 cm土層溫度作相關(guān)性分析，相關(guān)系數(shù)如表1所示。

由表1可以看出，SR0處理甲烷排放通量與氣溫顯著相關(guān)，與土壤溫度相關(guān)性未達(dá)到顯著水平，SR1、SR2處理甲烷排放通量與地表溫度、5、10 cm土層溫度極顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為地表溫度＞5 cm土層溫度＞10 cm土層溫度，而與氣溫相關(guān)不顯著。水稻秸稈還田改變甲烷排放通量與氣溫和土壤溫度相關(guān)性。

2.3水稻秸稈還田對(duì)甲烷排放通量影響

比較不同處理甲烷排放通量，分析秸稈還田對(duì)甲烷排放通量最大值和平均值影響，比較結(jié)果見表2。

從表2可知，2012～2014年，各處理甲烷排放通量最大值年際間存在差異，SR0、SR1處理差異較小，SR2差異較大，可能由于年際間氣候、水稻生長(zhǎng)狀況等條件不一致導(dǎo)致甲烷排放通量差異。SR0、SR1和SR2甲烷排放通量最大值與平均值均表現(xiàn)為SR2＞SR1＞SR0，SR2甲烷排放通量最大值是SR1的1.92倍，SR0的11.14倍，SR1是SR0的5.81倍；SR2甲烷排放通量平均值是SR1的1.72倍，SR0的8.27倍，SR1是SR0的4.81倍，各處理間差異顯著。說明水稻秸稈還田顯著增加稻田甲烷排放，甲烷排放通量隨水稻秸稈還田量增加而上升。

表1　甲烷排放通量與氣溫和土壤溫度相關(guān)系數(shù)Table 1Correlation coefficients of methane emission rates and air and soil temperature

表2　水稻田甲烷排放通量處理間比較Table 2Comparison of methane emission rates between different treatments in rice field

對(duì)取樣期間甲烷排放通量最大值、平均值和水稻秸稈還田量作回歸分析，結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，甲烷排放通量最大值和平均值與秸稈還田量擬合方程分別為y=0.519x+0.585，R2= 0.999；y=0.192x+0.350，R2=0.999，x為秸稈還田量（t·hm-2），相關(guān)性顯著。由方程可知，秸稈還田量每增施1 t·hm-2，甲烷排放通量最大值、平均值分別增加0.519和0.192 mg·m-2·h-1，說明稻田甲烷排放通量與水稻秸稈還田量呈線性關(guān)系，甲烷排放通量隨秸稈還田量增加而上升。

2.4甲烷排放量估算

根據(jù)Naser等方法估算2012～2014年稻田甲烷排放量[12]，結(jié)果如表3所示。

由表3可知，SR0、SR1、SR2處理間甲烷排放量差異顯著，SR0、SR1、SR2甲烷排放量年際間存在差異，甲烷排放量的平均值分別為8.67、41.76、71.86 kg·hm-2·a-1，排放量為SR2＞SR1＞SR0，SR2甲烷排放量是SR1的1.72倍，是SR0的8.26倍，SR1是SR0的4.82倍。

對(duì)取樣期間秸稈還田量與甲烷排放量作回歸分析，結(jié)果如圖3所示。

由圖3可知，甲烷排放量與秸稈還田量顯著相關(guān)，擬合方程為y=5.055x+9.168，R2=0.999；其中x為秸稈還田量（t·hm-2）。由方程可知，水稻秸稈還田量增加1 t·hm-2，甲烷排放量增加5.055 kg·hm-2·年-1，水稻秸稈還田增加稻田甲烷排放量，甲烷排放量隨秸稈還田量的增加而上升；同時(shí)增加甲烷排放量占秸稈重量的5.055‰。

圖2　甲烷排放通量最大值和平均值與秸稈還田量關(guān)系Fig.2Relationship between the maximum and average methane emission rates and straw retention amount

處理Treatment SR0SR1SR22012 8.93 37.01 81.18 2013 8.52 51.91 75.04 2014 8.57 36.37 59.35平均值A(chǔ)verage 8.67±0.13c 41.76±5.08b 71.86±6.50a

表3　甲烷排放量估算Table 3Estimate of total methane emission(kg·hm-2·年-1)

圖3　甲烷排放量與秸稈還田量的關(guān)系Fig.3Relationship between methane emission and straw retention amount

3　討論

3.1水稻秸稈還田對(duì)稻田甲烷排放規(guī)律影響

本試驗(yàn)中水稻生育期內(nèi)甲烷排放通量共出現(xiàn)兩個(gè)排放峰值，分別在6月中旬和7月末至8月初，第一個(gè)排放峰值顯著高于第二個(gè)峰值，與Hang等研究結(jié)果一致[13]。胡宏祥等、戴志剛等研究發(fā)現(xiàn)，水稻秸稈還田后腐解速率前期快后期慢，前30 d是秸稈快速腐解期，秸稈中可溶性有機(jī)物如多糖、氨基酸等以無機(jī)養(yǎng)分形式釋放到土壤中，還田秸稈為產(chǎn)甲烷菌等微生物提供大量碳源和養(yǎng)分，使微生物數(shù)量增多，活性增強(qiáng)，甲烷產(chǎn)生量迅速增加[5,14]。SR0在7月8日達(dá)到甲烷排放通量最大值。此時(shí)水稻處于分蘗盛期，水稻光合作用最強(qiáng)，生長(zhǎng)旺盛，合成的光合產(chǎn)物較多，根系分泌物增加為微生物提供大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，甲烷產(chǎn)生量增加[15]，水稻通氣組織發(fā)達(dá)，導(dǎo)致甲烷排放通量增加，與Neue等研究結(jié)果[16]一致，甲烷排放通量第一個(gè)峰值在淹水后4周內(nèi)出現(xiàn)，主要由于水稻秸稈還入，沒有有機(jī)物還入的處理在水稻生長(zhǎng)早期甲烷排放通量逐漸增加。SR1和SR2處理第二個(gè)峰值出現(xiàn)在抽穗揚(yáng)花期，此時(shí)釋放到土壤中的水稻根系分泌物最多[17]，SR0第二個(gè)峰值出現(xiàn)在灌漿期，水稻處于生殖期和成熟期，主要是由于根系分泌物和水稻根系的腐敗為產(chǎn)甲烷菌提供基質(zhì)[12]，導(dǎo)致第二個(gè)排放高峰出現(xiàn)，SR1、SR2和SR0峰值出現(xiàn)時(shí)間的差異可能是秸稈還田導(dǎo)致。秦曉波等研究發(fā)現(xiàn)，湖南省早稻田甲烷排放通量呈雙峰型，晚稻呈單峰型[9]；Naser等研究認(rèn)為，甲烷排放通量呈單峰變化，排放峰值出現(xiàn)在水稻生殖生長(zhǎng)末期[12]。Watanabe等[24]研究發(fā)現(xiàn)，水稻生育時(shí)期秸稈不還田處理甲烷排放通量?jī)H出現(xiàn)一個(gè)排放峰值，秸稈還田量處理甲烷排放通量均出現(xiàn)三個(gè)排放峰值。與本試驗(yàn)結(jié)果存在差異，可能是水稻種植管理、秸稈還田方式和種植區(qū)域的地理環(huán)境等不同造成。

3.2溫度對(duì)稻田甲烷排放通量影響

溫度影響甲烷產(chǎn)生和排放，稻田甲烷排放通量與氣溫和土壤溫度密切相關(guān)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，SR0甲烷排放通量與氣溫顯著相關(guān)，與土壤溫度相關(guān)不顯著，SR1、SR2處理甲烷排放通量與土壤溫度極顯著相關(guān)，與氣溫不相關(guān)，不同試驗(yàn)處理與溫度的相關(guān)性存在差異。Huang等研究表明，稻田甲烷排放通量與溫度呈正相關(guān)，0～5 cm土層產(chǎn)甲烷活性高于深層土壤[18]。韓廣軒等的川中丘陵地區(qū)水稻田研究也表明，甲烷排放通量與5 cm深處土壤溫度呈顯著相關(guān)[19]。與試驗(yàn)中秸稈不還田處理與溫度相關(guān)性結(jié)果不同，王娟等研究發(fā)現(xiàn)，普通稻田甲烷排放通量與大氣溫度顯著正相關(guān)，與5、10 cm土壤溫度顯著相關(guān)[20]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不還田、還田秸稈處理與氣溫和土壤溫度的相關(guān)性不同，陳葦?shù)日J(rèn)為不還田與還田秸稈處理甲烷排放速率的晝夜變化與氣溫、土層5及10 cm溫度的變化均呈極顯著相關(guān),其中土層5 cm處溫度與甲烷排放速率的相關(guān)性最高，不同試驗(yàn)處理間無差異[21]。徐華等研究表明，稻田甲烷排放通量與溫度不顯著相關(guān)，僅在較短時(shí)間尺度內(nèi)（如泡水后60 d及150 d附近）土壤溫度與甲烷排放通量間具有相關(guān)性，水稻整個(gè)生長(zhǎng)周期則無相關(guān)性[22]。與本試驗(yàn)結(jié)果差異的存在原因可能是試驗(yàn)地氣候與土壤條件不同，若土壤溫度變化較明顯，且有機(jī)質(zhì)供應(yīng)充足，則甲烷季節(jié)排放通量與空氣、土壤溫度有較好相關(guān)性[23]。

3.3水稻秸稈還田對(duì)稻田甲烷排放通量影響

水稻秸稈還田顯著增加稻田甲烷排放，SR2處理甲烷排放通量平均值是SR1的1.72倍，SR0的8.27倍，SR1是SR0的4.81倍，各處理間差異顯著，甲烷排放通量隨秸稈還田量增加而上升。甲烷排放通量最大值和平均值與秸稈還田量擬合方程分別為y=0.519x+0.585，R2=0.999；y=0.192x+0.350，R2= 0.999，相關(guān)性顯著。Watanabe等采用盆栽種植水稻，用13C標(biāo)記還田稻草，還入稻草量分別相當(dāng)于2、4和6 t·hm-1，甲烷排放量分別增加19%、97%和228%[24]。Naser等在日本北海道中部水稻田研究發(fā)現(xiàn)，水稻秸稈還田增加稻田甲烷排放通量，甲烷排放通量與水稻秸稈還田量呈顯著正相關(guān)[12]。Yagi等在日本水稻田試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，水稻秸稈還田小區(qū)甲烷排放通量一直高于化肥施用的小區(qū)，甲烷排放通量隨水稻秸稈還田量增加而增加[25]。不同研究結(jié)果中秸稈還田量相同時(shí)，甲烷排放通量增加值不同，本試驗(yàn)中秸稈還田量每增加1 t·hm-2，甲烷排放通量最大值、平均值分別增加0.519和0.192 mg·m-2·h-1。

3.4水稻秸稈還田量與甲烷排放量的關(guān)系

甲烷排放量與水稻秸稈還田量擬合方程為y= 5.055x+9.168，R2=0.999，P＜0.05；甲烷排放量隨水稻秸稈還田量增加而上升，秸稈還田量增加1 t·hm-2，甲烷排放量增加5.055 kg·hm-2·年-1，與秸稈焚燒甲烷排放因子0.72 g·kg-1相比[26]，水稻秸稈還田增加的甲烷排放量高于秸稈焚燒。Das等研究發(fā)現(xiàn)，秸稈+氮肥處理甲烷累積排放量比不施肥處理增加82.7%[27]。Yagi等研究發(fā)現(xiàn)，水稻秸稈施用顯著增加甲烷排放量，在施用相同數(shù)量化肥的小區(qū)，水稻秸稈還田量為6～9 t·hm-2的小區(qū)一年甲烷排放量比只施用化肥的小區(qū)增加1.8～3.5倍[25]。Naser等對(duì)日本北海道5塊不同水稻田研究發(fā)現(xiàn)，總施用碳與甲烷排放量呈顯著正相關(guān)，擬合方程為y= 0.486x-1.644，R2=0.884，P＜0.05[12]。Wang等在水稻秸稈與土壤混合后加水，密封培養(yǎng)45 d后甲烷排放總量與秸稈施用的百分率關(guān)系為y=691.1x+22.8[28]，與本試驗(yàn)結(jié)果基本一致。不同之處是秸稈還田量相同時(shí)不同地區(qū)甲烷排放量增加值不同，導(dǎo)致差異的原因主要有氣候、農(nóng)業(yè)栽培措施和土壤特性等不同。本試驗(yàn)結(jié)果表明寒地稻田秸稈還田增加甲烷排放量，甲烷排放量隨秸稈還田量增加而上升。

4　結(jié)論

水稻田甲烷排放通量季節(jié)變化呈增-減-增-減雙峰變化趨勢(shì)，年際間季節(jié)變化規(guī)律一致。不還田（SR0）處理甲烷排放通量與氣溫顯著相關(guān)，與土壤溫度相關(guān)性未達(dá)到顯著水平，低量還田（SR1）、高量還田（SR2）處理甲烷排放通量與地表溫度、5和10 cm土壤溫度極顯著相關(guān)，而與氣溫相關(guān)不顯著。低量還田（SR1）與高量還田（SR2）處理甲烷排放通量最大值出現(xiàn)在6月18日，不還田（SR0）處理甲烷排放通量最大值出現(xiàn)在7月8日，年際間峰值存在差異，處理間差異顯著。甲烷排放通量最大值和平均值均表現(xiàn)為SR2＞SR1＞SR0，水稻秸稈還田增加稻田甲烷排放通量，甲烷排放通量隨水稻秸稈還田量增加而升高。對(duì)水稻生育期甲烷排放量估算，甲烷排放量為SR2＞SR1＞SR0，水稻秸稈還田增加稻田甲烷排放量，甲烷排放量隨秸稈還田量增加而升高。

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GONG Zhenping,YAN Shuangshuang,YAN Chao,WANG Jiarui,
ZHAN Houqiang(School of Agriculture,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China)

A large amount of rice straw was produced along with the increasing rice area, reasonable rice straw retention resolved the remaining issues,but it increased methane emission in rice field.This experiment was investigated based on continuous observation information in location plots, studied the law of methane emission and the effects of rice straw application and temperature on methane emission in cold rice region,and estimated total CH4emission during the cropping season. The results showed that the methane emission rates trend showed double peaks.In the straw removal (S0)treatment,methane emission rates were significant correlation with air temperature and not significant correlation with soil temperature.In the high amount of straw retention(S2)and low amount of straw retention(S1)treatment,methane emission rates were highly significant correlation with the temperature of soil surface,and at 5,10 cm depth,but not significant correlation with air temperature. The fitted equations of methane emission rates maximum and average values,and straw retention amount werey=0.519x+0.585(R2=0.999),y=0.192x+0.350(R2=0.999),significant correlation.The fitted equation of total methane emission and straw retention amount wasy=5.055x+9.168(R2=0.999),significant correlation.The methane emission rates and total methane emission were increased as the increasing amount of rice straw retention.

rice field in cold region;rice straw retention;methane emission;temperature

S511

A

1005-9369（2015）12-0008-08

2015-05-16

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD14B06）

龔振平（1966-），男，教授，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)楸Ｗo(hù)性耕作及大豆生理。E-mail:gzpyx2004@163.com