不同水旱轮作模式全生命周期温室效应及经济效益评价

文献类型： 中文期刊

第一作者： 岳骞

作者： 岳骞;吴思远;张岳芳;盛婧;郭智;陈丹艳;汪超;徐向瑞;王鑫;宗焦

作者机构：

关键词： 水旱轮作;CH4;N2O;水稻;经济效益;结构方程模型

期刊名称： 农业环境科学学报

ISSN： 1672-2043

年卷期： 2022 年 41 卷 008 期

页码： 1825-1835

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 以不同水旱轮作稻田为研究对象,对比分析不同轮作模式温室气体排放特征,挖掘关键影响因素,并将温室效应和成本-收益计量相结合,通过综合评价筛选环境友好、经济效益高的轮作模式.基于大田小区试验,设置休闲-水稻、紫云英-水稻、小麦-水稻、油菜-水稻、青饲小麦-水稻、蚕豆-水稻6种水旱轮作处理,采用静态箱-气相色谱法,于2020年6月—2021年5月进行CH4和N2O排放原位监测,通过结构方程模型挖掘影响CH4和N2O排放的关键因素,采用全球增温潜势和成本-收益计算方法,评价不同轮作制度的环境和经济效应.结果表明:不同水旱轮作模式CH4累积排放量为95.6~173.3 kg·hm-2,排放量与冬茬秸秆还田量和水稻产量有关;N2O累积排放量为1.5~2.5 kg·hm-2,受施氮量、冬茬秸秆还田量、水稻产量和土壤有机质含量影响.增加氮肥施用量不仅可增加N2O排放量,而且会导致土壤有机质含量的降低;冬茬秸秆还田量、水稻产量的变化会导致CH4和N2O排放的此消彼长,即秸秆还田量和水稻产量与CH4排放量呈正相关,而与N2O排放量呈负相关.青饲小麦-水稻轮作模式的经济效益为10139元·hm-2,高于其他轮作模式.对比单位经济效益的温室气体排放量发现,尽管青饲小麦-水稻轮作模式周年N2O排放量最高、土壤固碳量低,但其单位经济收益的温室气体排放量仍最低(0.41 kg CO2e·元-1);紫云英-水稻轮作分别比油菜、小麦、休闲、蚕豆与水稻的轮作方式低51%、33%、20%和4%.不同水旱轮作方式下的稻田周年温室效应有显著差异,紫云英-水稻轮作的综合温室效应(3.1 t CO2e·hm-2)显著低于小麦-水稻轮作(5.4 t CO2e·hm-2).研究表明,与其他轮作模式相比,紫云英-水稻和蚕豆-水稻轮作在保证较高经济收益的同时温室气体排放量相对较低,冬茬秸秆还田量、绿肥还田生物量是环境效应和经济效益协同的重要影响因素.

分类号： S181%S344.1

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