水稻田減少甲烷排放的具體措施
——窄廂深溝減氮免耕

劉敬宗，王樹軍

(四川省丹棱縣農(nóng)業(yè)局，四川 丹棱 620200)

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水稻田減少甲烷排放的具體措施
——窄廂深溝減氮免耕

劉敬宗，王樹軍

(四川省丹棱縣農(nóng)業(yè)局，四川 丹棱 620200)

摘要：進(jìn)入大氣的甲烷中，有7%～17%是由稻田釋放的，水稻田中的甲烷90%是通過水稻植株釋放的。根據(jù)測算，全球每年從稻田中逸出的甲烷總量高達(dá)2500萬t以上。我國水稻田每年甲烷排放量占全球稻田甲烷排放總量的11.7%～21.7%[1]。本文研究提出水稻田控制甲烷排放的具體措施：固定廂溝，窄廂深溝，溝內(nèi)淹深水，廂面無水，可使廂面土壤經(jīng)常接觸空氣，有利于氧化還原電位的提高，破壞甲烷菌的生存條件，從而起到抑制甲烷的形成和排放。以稻田排放甲烷6kg/667m2，采用窄廂深溝免耕栽培技術(shù)減排50%計(jì)算，全縣8000hm2稻田將減排360t；大量增施有機(jī)肥后，只需減少2kg/667m2化肥投入，就可減少碳排放約886t，兩項(xiàng)合計(jì)減少碳排放1246t。

關(guān)鍵詞：水稻；窄廂深溝；減氮免耕；甲烷

環(huán)境污染、PM2.5和PM10平均濃度的不斷增加，讓市民苦不堪言。全球氣候變化引發(fā)的極端災(zāi)害使我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不穩(wěn)定性增加，如不采取對應(yīng)措施，到2030年我國種植業(yè)產(chǎn)量可能減少5%～10%，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局和結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)變化，農(nóng)作物病蟲害出現(xiàn)的范圍可能擴(kuò)大，水資源短缺矛盾更加突出。大力發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)是應(yīng)對氣候變化的有效途徑，也是農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年淡水缺口約300～400億t。水稻是我國最大的耗水農(nóng)作物，大約消耗農(nóng)業(yè)用水量的70%，全國總用水量的50%，免耕栽培可以解決大水泡田而消耗的水源約35%～40%。水稻離不開水，有水有稻，田中就要釋放甲烷，甲烷濃度過大就要污染環(huán)境。

1水、稻與甲烷排放

水是影響稻田甲烷排放的決定性因子。①在水稻生長中期排水一次能使全季稻田甲烷排放量減少一半。②旱種稻田，多次排水，使全季稻田甲烷排放量降低88%，同時(shí)水稻產(chǎn)量不低于正常灌溉的旱種稻田。③深水灌溉、間歇灌溉和常濕稻田都能減少稻田甲烷排放。由于灌溉水的缺乏和維持水深操作的復(fù)雜，深水灌溉不是十分理想的減排方法。間歇灌溉對稻田保持幾天灌溉和幾天曬田相間隔，稻田甲烷排放有明顯的減少，可使整個(gè)季節(jié)的排放量減少42%～45%。常濕稻田是一種保持稻田中無水層但濕潤的情況，它對甲烷的排放作用最大，但操作不當(dāng)，水稻有減產(chǎn)的可能。

經(jīng)過多年的耕作，稻田中的土壤顆粒被破碎為極為細(xì)小的顆粒，彼此能夠緊實(shí)的擠壓在一起，空隙很??；長期淹水的稻田水分夾雜其中，使得空氣無處藏身，整個(gè)水田成為極度缺氧的環(huán)境。與此同時(shí)，耕作和肥料的使用，使得水田中有著豐富的有機(jī)物殘?jiān)?，并且水稻根系在生長過程中，也不斷向水田內(nèi)分泌有機(jī)物。

缺氧的環(huán)境、大量的有機(jī)物和溫暖的環(huán)境，使得水稻根際土壤中產(chǎn)生大量厭氧型微生物，而這些微生物中，就包含相當(dāng)多的產(chǎn)甲烷菌。整個(gè)水田，就好似一個(gè)巨大的無蓋沼氣池，源源不斷將有機(jī)物分解為甲烷，并肆無忌憚地排放到大氣之中。

水稻從種至收，氣溫越來越高，每個(gè)結(jié)實(shí)穗一生中在田間保持的綠葉片數(shù)在3～4片，而主莖葉片一般在16～18片葉，主莖第1次分蘗按N-3的規(guī)律長出新蘗，新葉長出，老葉枯死，如果田中淹有大量的水源，葉片腐爛過程中極易產(chǎn)生氣泡(沼氣)，增加碳排放。

通過改良耕種、灌溉等農(nóng)業(yè)技術(shù)，使稻田始終處于浸潤狀態(tài)，來改變稻田土中缺氧環(huán)境、減少有機(jī)物殘留，可抑制產(chǎn)甲烷菌活動(dòng)。

以水稻一生中排放甲烷6kg/667m2，采用窄廂深溝免耕栽培技術(shù)減排50%計(jì)算，全縣8000hm2稻田將減排360t。

2化肥與甲烷排放

我國年化肥用量已經(jīng)達(dá)到5000多萬t，占世界總用量的30%以上，但利用率僅為35%左右，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家水平，資源浪費(fèi)的同時(shí)還造成環(huán)境污染?；实氖褂弥杏忠曰瘜W(xué)氮肥的使用量最大，不管是氨態(tài)氮還是銨態(tài)氮、硝態(tài)氮都是增加碳排放的主要原因。因此，發(fā)展低碳、生態(tài)、高效、循環(huán)農(nóng)業(yè)是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)本增效、農(nóng)民節(jié)支增收的有效措施，也是從源頭上解決食品安全問題，減少面源污染、保證生態(tài)安全的關(guān)鍵所在。

據(jù)研究，農(nóng)業(yè)每減少1kg化肥投入，相當(dāng)于減排3.69kg。以丹棱縣為例，按減少化學(xué)氮肥2kg/667m2，則要減少碳排放約886t。

3減少甲烷排放的具體措施

丹棱縣農(nóng)業(yè)技術(shù)人員從1996年開始系統(tǒng)研究水稻免耕栽培技術(shù)，20年的研究結(jié)論證明：窄廂深溝、減氮免耕保護(hù)性耕作技術(shù)是減少水稻田排放甲烷、保護(hù)自然環(huán)境的有效措施。

3.1前作收獲

由于采取的免耕栽培，因此前作宜采取齊泥收割，特別是機(jī)收的小麥、油菜之類，秸稈的處理辦法一是采取粉碎還田，二是送有機(jī)肥廠作原料生產(chǎn)有機(jī)肥，三是送工廠生產(chǎn)紙張如小麥秸稈，四還可采取過腹還田，加工成豬飼料，總之不能就地焚燒，以免污染環(huán)境。

3.2固定廂溝

田的四周離田邊1m寬的位置開始開一條圍溝，然后依田塊大小而定，約隔3m寬開一條廂溝，溝寬20cm，溝深20cm，做到溝溝暢通，灌排順暢。每年前作收后及時(shí)清理、培補(bǔ)廂溝，保證溝內(nèi)深淺一致，無障礙物。

3.3施除草劑

根據(jù)田中的雜草類型選擇合適的除草劑進(jìn)行噴霧除草。杜邦農(nóng)得時(shí)是品質(zhì)穩(wěn)定、效果良好、深受歡迎的水稻除草劑。殺草譜廣，有效防除水稻各種闊葉雜草及莎草科雜草；杜邦農(nóng)得時(shí)被雜草根部和葉片吸收轉(zhuǎn)到雜草各個(gè)部位，有效阻止敏感雜草生長機(jī)能，致使雜草幼嫩組織過早發(fā)黃抑制葉部生長，從而殺除雜草。針對一年生及多年生闊葉雜草、一年生及多年莎草特效，對稗草有強(qiáng)烈抑制作用。適用多種水稻田，包括直播田、秧田及移栽田、拋秧田；施藥方法靈活，毒土、噴霧、潑澆等方法均可。

3.4淹水

施用除草劑后24～36h，可放水浸田，廂溝淹滿，廂面花花水，浸透全田。

3.5施足底肥

放水浸透全田后方可施底肥，以有機(jī)肥為主，減氮增磷鉀，施用有機(jī)質(zhì)含量大于45%的有機(jī)肥100kg/667m2，根據(jù)農(nóng)戶的實(shí)際產(chǎn)量水平，品種的需肥特性和農(nóng)戶的常年施肥習(xí)慣，合理配施化學(xué)氮磷鉀肥，化肥總量上至少減少化學(xué)氮肥2kg，將有機(jī)肥、無機(jī)肥充分混勻分廂定量，來回撒施于廂面，施肥時(shí)，廂面一定要保持淺水2～3cm。

3.6栽秧

本田施肥后即可栽秧，最好是頭天下午施肥，次日上午栽秧(拋秧、丟秧)。根據(jù)品種特性來確定每667m2栽的窩數(shù)，一般不得少于1萬窩，不超過2萬窩。用種量0.5～1.0kg/667m2。

3.7栽后管理

3.7.1水分管理始終保持廂溝淹滿水，廂面土體濕潤，早晨稻株葉尖吐水正常；直到排水曬田，根據(jù)當(dāng)時(shí)天氣情況，曬田7～10d，直到“面泛白根土裂縫，葉片泛黃且直立”后復(fù)水，水稻揚(yáng)花結(jié)束，散籽1周后就可全田排水，以利發(fā)展秋作，利用自然降水，干干濕濕壯籽。

3.7.2施肥底肥充足的情況下，基本上不再施肥，但在水稻進(jìn)入幼穗分化期4期以前，為了形成大穗，可適當(dāng)補(bǔ)施1次化肥，以施用尿素4kg/667m2為宜，揚(yáng)花初期可葉面噴施速樂硼肥，灌漿初期可噴施磷酸二氫鉀肥。

3.7.3病蟲防治一是對二化螟要實(shí)行“狠治一代，挑治二代”的防治策略，二是必須要預(yù)防葉瘟、頸瘟，尤其是頸瘟必須在抽穗1%時(shí)用預(yù)防劑預(yù)防1次，隔7d再用頸瘟治療劑治療1次。稻縱卷葉螟、稻苞蟲、稻飛虱、粘蟲、稻曲病也不可麻痹大意，一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)生，要及時(shí)治早治了。

3.8收獲

九成黃熟時(shí)趁晴天及時(shí)收割，收后及時(shí)晾曬，不管是機(jī)收還是人工收獲，要盡量減少拋撒滴漏，做到顆粒歸倉。

參考文獻(xiàn)：

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