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第29卷第2期农业工程学报Vol.29No.2
1102013年1月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringJan.2013

华南地区覆膜旱种稻田甲烷排放及其与土壤水分和温度的关系

刘芳1，李天安1,2，樊小林1※
（1.华南农业大学资源环境学院肥料与平衡施肥研究室，广州510642；2.西安咏春生态环境有限公司，西安710024）

摘要：采用静态箱法和田间小区试验，研究了常规稻田和覆膜旱种稻田水稻全生育期CH4的排放规律，探讨了

温度和水分与稻田CH4排放的关系。结果表明：覆膜旱种稻田的甲烷排放量明显低于常规水田的排放量，常规水
田的甲烷累计排放通量为20.38g/m2，覆膜旱种稻田为2.46g/m2，水稻覆膜旱种后甲烷排放量降低了88%。常规

水田CH4排放峰期持续了35d，覆膜旱种稻田CH4排放峰期为25d，两者在CH4排放高峰期的排放量分别占整个

生育期累计排放量的72%和97%。覆膜旱作稻田CH4排放量降低，主要表现在最大排放峰值降低和排放峰持续时
-2-1
间缩短。土壤温度（5cm处）和水分与水稻生育期稻田甲烷的排放有显著正相关。CH4排放通量大于1.0mg·m·h
主要集中在土壤质量含水率高于36.25%的区域，在土壤质量含水率小于36.25%时，常规稻田和覆膜旱种稻田都

只有少量CH4排放。
关键词：土壤，水分，甲烷，水稻，覆膜旱种
doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2013.02.016
中图分类号：S511.4；X511文献标志码：A文章编号：1002-6819(2013)-02-0110-07

刘芳，李天安，樊小林.华南地区覆膜旱种稻田甲烷排放及其与土壤水分和温度的关系[J].农业工程学报，
2013，29(2)：110－116.
LiuFang,LiTian’an,FanXiaolin,etal.Methaneemissionanditsrelationshipwithsoiltemperatureandmoistureduring
ricegrowthinfilmmulchinguplandricefieldinSouthChina[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgricultural
Engineering(TransactionsoftheCSAE),2013,29(2):110－116.(inChinesewithEnglishabstract)

从而导致土壤有机物进行厌氧发酵所致。稻田CH
0引言4
排放量的影响因素主要有土壤水分、温度、有机质、
近年来，随着全球气候变暖，有关温室气体的施肥和土壤质地等[4-17]。在同一土壤和相同的施肥

研究已经成为现代科学研究的热点。CH4作为仅次方式下，土壤温度和水分则成为影响CH4排放量的

于CO2的重要温室气体，虽然其在大气中的含量比关键因素。温度对稻田甲烷的排放有明显的控制作
[1][15][16]
CO2低得多，但其增温潜势却为CO2的21倍，而用。蔡祖聪等研究发现，土壤温度对CH4排放

且近200年来CH4在大气中的含量以每年1%的速通量的日变化有显著影响。甲烷产生所需要的厌氧
[2]
度急剧增加。2005年大气中CH4浓度为1774×环境在很大程度上取决于土壤水分状况。研究表
10-9[1]，比工业革命前增加了1059×10-9。灌溉稻田明，烤田期间甲烷排放显著降低[12,17]。采用控灌措
[18-22]
是大气CH4的重要排放源，约占大气甲烷总来源的施，稻田甲烷排放总量大大降低。可见土壤水、
9%～19%[3]。中国是水稻种植大国，21世纪初种植热是影响稻田甲烷排放的2个主要因素。在当今环
面积和产量分别占全球的22%和34%。境污染严重，水分资源日益短缺的环境下，以节水
稻田甲烷的排放主要是由于稻田淹水致使土为目的水稻覆膜旱种栽培措施将会倍受关注。水稻
壤通透性下降，土壤呼吸降低，氧化还原电位下降，旱作后稻田的水热状况、通气性状改变，将对减少
甲烷排放有一定的积极作用[22-24]。Christine等[25]研
收稿日期：2012-04-28修订日期：2012-12-24
究发现华北地区覆盖旱作可显著降低CH4排放量。
基金项目：国家自然科学基金（39970420）；广东省国际合作（C50208）；
但水稻旱作后，甲烷排放规律、减排原因及土壤温
国家基金与德国DFG合作项目资助课题；国家“十二五”科技支撑计划
项目（2011BAD11B04）；国家自然科学基金项目（30871594，31071857）；度和水分等因素对甲烷排放的影响研究较少。同时
广东高校工程技术研究中