稻田减排固碳高产技术研发与模式集成

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稻田减排固碳高产技术研发与模式集成

发布时间: 2022-05-06 浏览量:

稻田减排固碳高产技术长期定位试验与推广示范

       中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所气候变化与减排固碳团队在湖北荆州、广东惠州和肇庆开展了多年田间控制试验和大田推广示范，进行稻田温室气体减排、土壤固碳增汇和稳产增产协同技术和模式集成研究，主要包括高产低排放水稻品种、生物质炭回田、树脂包膜控释肥料、硝化抑制剂、薄浅湿晒节水灌溉、等技术措施。
       通过4年的小区试验和田间示范，高产低排放水稻品种技术效果显著，3个高产低排放水稻品种均增产5.40%，降低温室气体排放总量的52.65%，减排量平均为4849.50 kg CO2-e·hm-2，平均降低碳排放强度58.16%。该技术的实施效果显著，增加了农民收入，减少了环境污染，实现了经济、社会和生态效益的多赢。
       生物质炭回田利用的长期研究试验在广东惠州农业科学研究所进行，在5-20吨/公顷的生物质炭施用量范围内，稻田温室气体排放当量减少29%，水稻产量提升4.6%。生物质炭回田技术在广东省肇庆市鼎湖区沙浦镇进行了推广应用，推广面积达6000亩，涉及近20个自然村。该项技术措施改变秸秆废弃物的传统利用形式，有效的解决了秸秆焚烧产生的大气污染问题，改善了当地因长期过度施肥造成的农田土壤板结，提高了土壤生产能力，推进了当地农业清洁生产发展模式。两年水稻平均亩产增加10%，增产效益达百元以上。2014-2015年示范推广期间，平均节省化肥投入45元/亩，新增产量平均85斤/亩，新增收入235元/亩，推广区农民总收益增加336万元。新技术的推广，在一定程度上产生了良好的生态和社会效益。
       在华中江汉平原地区开展了新型肥料和硝化添加剂对水稻生产和温室气体排放影响的研究，提出了两项减排技术。一是树脂包膜控释尿素应用技术。根据包膜尿素的自身特性，该技术应用要点在于减氮施肥、加大基肥比例，早晚稻单季氮素总量分别为120 kg N hm-2和160 kg N hm-2。二是碧晶尿素（添加硝化抑制剂氯甲基吡啶）高效利用技术剂，添加了抑制剂的改性尿素具有降低温室气体排放并使水稻增产的潜力。上述两项新型肥料利用技术的试验和示范结果显著。针对华中稻区的“成本-效益”分析表明，使用树脂包膜尿素和碧晶尿素，分别比常规尿素和管理每年多增收4902元 hm-2和3115元 hm-2，其中早稻增收大于晚稻。在为农民创收的同时，两种技术措施的应用还较大幅度减少了稻田温室气体排放。其中树脂包膜尿素早晚稻分别能减排温室气体约25.1%和6.8%，全生长季总的减排量可达约0.99 t CO2-e hm-2；而对于碧晶尿素，晚稻减排幅度较大，约为49%，早稻的减排比例也较明显，下降了约45%，生长季总的减排量达约4.0 t CO2-e hm-2。
       为筛选出“低投入-低排放-高收益”的稻田水氮管理集成模式，在湖北荆州开展了大田定位试验，应用生命周期法计算双季稻全生育期碳足迹，基于成本收益核算分析单位水稻产量和单位净收益的碳排放强度。通过多年验证，控释尿素能有效提高双季稻产量6.6%-17.4%，节水灌溉和减氮20%能节约投入成本。节水灌溉搭配控释尿素减氮的综合减排效果最好，为46.4% (P<0.05)，同时全年净利润最高，达1.4万元/hm2。因此，节水灌溉、控释尿素和减氮20%的组合技术可实现稻田节本减排增收。

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