再生稻田温室气体排放特征及碳足迹

【摘要】：研究中国东南区域不同稻作方式对水稻生产过程中稻田温室气体排放特征及其碳足迹的影响，对促进水稻可持续生产有重要意义。本研究以当前推广的常规稻‘佳辐占’和杂交中稻‘甬优2640’为材料，构建4种适合福建不同生态类型区的稻作模式：1)双季稻，早稻和晚稻均种植佳辐占(D-J);2)早熟再生稻，头季稻和再生季稻均种植佳辐占(R-J);3)中熟再生稻，头季稻和再生季稻均种植甬优2640(R-Y);4)单季晚稻，与中熟再生季稻同期抽穗的单季晚稻，种植甬优2640(S-Y)。采用密闭静态暗箱观测法和气相色谱法分别收集并检测稻田土壤温室气体排放量，借用生命周期法对不同稻作方式产生的直接和间接温室气体排放总量(即碳足迹)进行数据采集与比较分析。结果表明：不同稻作方式稻田温室气体排放特征均表现为生育前期排放量较低，到孕穗期前后达到高峰后又下降，即全生育期呈前高后低的双峰曲线，其中早稻或头季稻达到的第1个峰值较相应晚稻或再生季稻的第2个峰值高。不同稻作模式稻田温室气体排放总量差异显著。各种植模式全球增温潜势(GWP)表现为：R-YD-JS-YR-J,温室气体排放强度(GHGI)表现为：D-JS-YR-YR-J;与双季稻模式相比，佳辐占再生稻模式GWP和GHGI分别降低26.1%和14.1%;与同期抽穗的单季晚稻相比，甬优2640再生季稻稻田GWP和GHGI分别降低74.3%和56.7%。不同稻作模式下水稻单位产量碳足迹为0.38～1.08 kg CO_2-eq.·kg~(-1),其中双季稻模式下最高，再生稻模式下甬优2640的单位产量碳足迹最低。不同稻作模式产生的碳足迹主要来源于CH_4,其贡献率高达44.2%～71.5%。可见，再生稻种植模式能显著降低水稻全球增温潜势和碳排放强度。选用高产低碳排放的水稻优良品种并配套科学栽培技术，是有效降低稻田CH_4排放量和碳足迹、促进再生稻生产可持续发展的关键。