大米和甲烷生产
农业甲烷的来源占总数多达三分之一的大气,有很大一部分由水稻种植。
最近的一项估计表明全球稻田CH4排放60±40 Tg第一年(344±229 MMTCE)(霍顿等,1992)。从稻田甲烷排放的结果在淹没了厌氧细菌流程——生产微型网站和消费(氧化)在有氧微型网站)。洪水的稻田促进厌氧发酵的C源提供的水稻和其他有机物,导致甲烷的形成。这个过程是由一系列复杂的参数连接淹水土壤环境的物理和生物学特性与特定的农业管理实践。
水稻种植在不同的气候、土壤和水文条件在近90个国家,和水稻生产方便可以划分为四类基于水可用性和CH4排放。雷竞技手机版app甲烷的相对优势来源来自这四个水稻生产系统:灌溉水稻洪涝和有利的旱作水稻>旱作水稻和深水水稻干旱>旱作水稻>潮汐湿地水稻。旱稻不是甲烷的来源,因为它是生长在土壤充气(莱纳,1997)。其他几个评论稻田CH4排放已发表(导游和Oremland声称,1988;莱纳,1993年,1997年;莱纳萨斯,1994;萨斯和费歇尔,1996)。
在湿地水稻土壤CH4生产条件分为六个方面:水情;嗯(氧化还原电势)/ pH缓冲;碳供应;温度;纹理和矿物学;和盐度(莱纳,1997)。甲烷产量的影响通过减少不稳定特征的土壤和有机基质(憔悴et al ., 1997)和结构(Parashar等,1991;陈et al ., 1993)。Sass et al。(1994)发现了一个强劲的季节性CH4排放之间的线性相关性和砂砂的比例:粘土:淤泥中梯度三个土壤在德克萨斯州。一般来说,沙土富含有机C生产比粘土土壤CH4 C含量较低,或类似(莱纳萨斯,1994)。 Significantly decreased CH4 emissions have been observed in soils with high percolation rates (Inubushi et al., 1992). Increased percolation may transport sufficient dissolved oxygen in the soil to raise the Eh sufficiently either to inhibit CH4 production or to increase CH4 oxidation.
季节性的变化从稻田CH4排放是复杂的。与土壤温度的相关性报道在一些研究中,但不是在别人(王等人,1990;莱纳等人,1994;莱纳和萨斯,1994)。季节性在温带稻田CH4通量观测显示一般季节性植物相关发展趋势(Sass et al ., 1991 a, b, 1992)。甲烷排放量显示逐步增加在营养阶段,与提高植物生物量和附近山峰圆锥花序分化。这个峰值发射可能归因于稳定的土壤酸碱度和氧化还原电位,根孔隙度、和越来越多的C衬底(莱纳萨斯,1994;Kludze et al ., 1993)。在本赛季结束之前,第二个发射峰是有时观察可能归因于增加土壤C由于叶和根衰老(莱纳萨斯,1994)。
灌溉double-cropped(一年两种作物)热带稻田CH4排放和籽粒产量都持续较高的旱季
从雨季作物作物比(Neue et al ., 1994)。这些结果表明,更高的光合速率在阳光天的旱季导致大量可用的C产甲烷菌因此,更大的甲烷排放速率。容易降解的C源如稻草种植前的结果在一个额外的赛季CH4排放高峰稻草迅速分解(林道市et al ., 1991;莱纳和萨斯,1994)。其他形式的C增加农民对受精或处理非谷类生物量、增加甲烷生产和排放(Sass et al, 1991 a, b;莱纳等人,1994;南城,1995)。的公司绿肥导致更高的排放水平(否认者van der百分度和莱纳,1995)。
肥料是必要的,以确保足够的水稻生长和根系发育。Wassmann et al。(1996)研究了肥料的影响在中国稻田甲烷排放速率,并发现CH4排放增加的速率取决于有机肥的应用程序的数量和时间。一个潜在的减排技术涉及两种植被这些作者观察到。有机修正案应用于第一个水稻(CH4排放率低),专门和矿物肥料应用于第二作物(CH4排放率高)。这种施肥分布格局不降低产量和结果的联合年度CH4排放只有56%的只发出字段处理混合矿物肥料在这两个季节。林道市et al。(1991)测量增加在洪水淹没稻田CH4排放与尿素增加应用的路易斯安那州,美国,200公斤的应用urea-N农业的典型。类似排放测量与应用程序的200或300公斤urea-N农业。然而,当少排放低于200公斤urea-N肥料使用农业。减少甲烷排放硫酸铵化肥使用时可能是由于底物竞争由硫酸盐还原细菌或硫化氢毒性(莱纳萨斯,1994)。
甲烷排放速率对水资源管理高度敏感。定期排水灌溉稻田,公共管理实践在日本,结果在CH4排放明显降低(八木et al ., 1996;Cai et al ., 1997)。间歇灌溉CH4排放量减少了36%,从不断下沉的土壤(Shin et al ., 1996)。在菲律宾,消耗一段2周在mid-tillering阶段或在圆锥花序启动成功抑制甲烷通量60%。然而,一氧化二氮通量急剧增加排水期间(布朗森et al ., 1997)。Sass et al。(1992)发现一个赛季流失季节性排放的甲烷率减少了50%,和多个短时间内的排水(2 - 3天)减少甲烷排放显得微不足道。
如图所示在中国(悦et al ., 1997),一个重要的因素变化测量甲烷排放可能使用不同的水稻品种。半矮秆品种CH4排放显著低于高品种(林道市等,1995)。在菲律宾(Neue等,1996;王等人,1997 b),甲烷排放速率不同品种表现出高度的相关性和根干重和总C释放的根源。Cultivar-dependent季节性CH4排放的变化范围从18岁至41 g m - 2(萨斯和费雪,1996;
黄et al ., 1997)。排放的新开发的高收益、低分蘖品种(IR65598)很低。这些CH4排放的差异归因于天然气运输能力的差异品种(Butterbachbahl et al ., 1997)。农民选择适当的水稻品种可以因此影响区域和全球甲烷排放的粮食产量没有不良影响。
因为水稻是一种重要的作物全球温室气体减排努力八木et al .(1997)提出的必须基于健全的农业实践和良好的科学。CH4排放的估计已经在以下方式:通过实地测量来推断一个地区或全球范围内(王et al ., 1994)假设CH4排放作为一个常数的水稻净初级生产力(巴切莱特和莱纳,1993;巴切莱特等人,1995);或通过关联CH4排放与生产(Anastasi等,1992)或与有机质的输入(Kern et al ., 1995)。现场试验表明,CH4排放可以预测模型利用环境变量特定于给定地区(曹等人,1995)。半经验模型预测每日从被洪水淹没的稻田CH4排放(黄et al ., 1998)是基于研究在德克萨斯州(Sass et al ., 1991 A, b, 1992人,1994;萨斯和费雪,1995;黄等,1997 a, b;Sigren et al ., 1997 a, b)。缓解未来的研究将针对使用模型,以及日渐解释卫星传感器数据区域的准确评估,国家和全球水稻农业的微量气体排放。
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