农作措施对双季稻田固碳减排效应与农户低碳技术采纳行为研究

发布时间：2020-04-10 23:40

【摘要】：稻田是农业领域第三大温室气体排放源,释放的温室气体占农业总排放量的10%,因此,发展稻田低碳农业是未来我国农业可持续发展的关键。本研究基于数据整理、田间定位试验、农户调研等方法,分析了我国气候变化背景下南方稻区双季稻生产碳足迹变化及其影响因素;从农田角度分析稻田农作生产方式优化对降低双季稻碳足迹的潜力及途径;进一步定量分析影响稻农低碳技术采纳行为的因素,提出构建水稻低碳生产技术体系的方案。主要结论如下:(1)整体上,早稻和晚稻生产碳足迹都表现为随着年份增加而增加趋势,稻田CH4排放量是其最大的组成部分。双季稻潜在温室气体排放量构成中以肥料的生产、运输及使用所占的比例最高(～60%),逐步回归分析表明2004-2014年双季稻生产潜在温室气体排放主要受柴油、复混肥和钾肥的影响。比较2004-2014年单位产量碳足迹空间分布,浙江、广东和海南省早稻和晚稻碳足迹最高,均约为0.90 kgC02-eq kg-1;安徽、福建、湖北和广西四个省份碳足迹较低,均约为0.50 kgCO2-eq kg-1。分析净利润收益表明,安徽和湖北两省双季稻减排收益表现为低排放-高收益省份,有利于双季稻低碳可持续性发展。(2)随着耕作年限的增加,免耕秸秆还田处理(NT)有机碳增长速率加快,有机碳累积量开始显著高于传统翻耕处理。NT处理显著降低了稻田净增温潜势(NGWP),很大程度上取决于CH4排放量的显著减少。在NT产量显著增加的情况下,碳足迹表现出NT处理最低(0.99 kg C02-eq kg-1)。节水灌溉模式降低了表层土壤有机碳含量,而增加了表层活性有机碳含量。间歇灌溉模式(Ⅱ)显著降低了水稻生长季CH4的排放量而增加了休闲期N20排放量。理论产量中,节水灌溉模式显著增加了水稻植株的有效穗数和每穗实粒数。与淹水灌溉(FI)相比,Ⅱ处理显著降低了双季稻碳足迹,降低幅度达到44%。土壤年均碳汇速率随着稻田施氮量的减少而减少,短期差异不显著(P0.05)。在常规施氮水平的基础上减氮20%(N2),双季稻产量下降不显著,但显著降低了双季稻单位产量碳足迹,降低幅度达到34%。(3)本文选择低碳高效品种、免耕栽培技术、肥料优化管理技术、节水灌溉技术、农药减量技术、冬闲田管理技术和种养结合技术等典型技术。通过Multivariate Probit(MVP)模型分析结果表明七种低碳农作技术采纳过程存在互补及替代关系,稻农选择肥料优化管理技术和免耕栽培技术以及冬闲田管理技术之间存在互补关系,种养结合技术的采纳和农药减量技术以及冬闲田管理技术选择之间存在替代效应。年龄越大的农户越不愿意采用劳力输出型低碳技术,例如节水灌溉技术和冬闲田管理技术等;家庭劳动力的增加有利于提高该低碳技术的采纳。农户受教育水平越高,越容易采纳免耕栽培技术、种养结合技术等复杂型低碳农作技术。提高农户对气候变化的认知是显著促进农户低碳农作技术采纳的关键。建立政府补贴机制及技术推广配套服务、健全民间借贷服务等都能够有效降低农户低碳技术采纳门槛,尤其表现在节水灌溉和种养结合技术等低碳技术的采纳上。
【图文】：

温室气体排放,早稻,晚稻,农资

ｅｐｒｅｓｅｎｔ邋ｙｉｅｌｄｓ邋ｏｆ邋ｅａｒｌｙ－ｒｉｃｅ邋ａｎｄ邋ｌａｔｅ－ｒｉｃｅ，，邋ａｍｏｎｇ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｐｒｏｖｉｎｃｅｓ邋ｄｕｒｉｎｇ邋２００４—２０１４，邋ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．逡逑Ｔｈｅ邋ｌｉｎｅｓ邋拓ｒ邋ｔｈｅ邋ｓｃａｔ化ｒ邋ｐｏｉｎｔｓ邋ｒｅｐＫｓｅｎｔ邋ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ邋ｙｉｅｌｄ邋ｔｒａｊｅｃｔｏｒｉｅｓ邋ｏｖｅｒ邋ｔｈｅ邋ｔｉｍｅ邋ｓｐａｎ．逡逑图２－２南方稻区不同省份２００４－２０１４年双季稻生产农资投入潜在温室气体排放变化逡逑Ｆｉｇ．邋２－２邋Ｔｈｅ邋ｈｉｄｄｅｎ邋ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ邋ｇａｓ邋ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ邋ｏｆ邋ｄｏｕｂｌｅ邋ｒｉｃｅ邋ａｍｏｎｇ邋ｐｒｏｖｉｎｃｅｓ邋ｉｎ邋Ｓｏｕ化ｅｍ邋Ｃｈｉｎａ邋ｄｕｒｉｎｇ邋２００４—２０１４逡逑（２）双季稻生产潜在温室气体排放构成成分分析逡逑不同化资投入的潜在温室气体排放在早晚稻生产潜在温室气体中所占比例如图２－３所示。总逡逑的来说，２００４－２０１４年双季稻区早稻和fi稻农资投入潜在温室气体排放分别为９３７邋ｋｇＣ0２－ｅｑ邋ｈｎｆ２逡逑和８８６ｋｇＣ0２－ｅｑｈｍｊ。化肥投入和农用机械所引起的温室气体排放占比最大，早稻和晚稻生产分逡逑别占总潜在温室气体排放的８４％和９０％，其中，化肥的生产、运输及使用分别占到早稻和晚稻生逡逑产总潜在温室气体排放的６１％和６５％邋（早稻：Ｎ邋３３．８％、Ｐ２0５邋１．９％、区２0邋１．９％、复合肥２３．３％；逡逑晚稻；Ｎ邋３５．３％、Ｐ２0５邋Ｍ％、＆０邋２．１％、复合肥２５．７％）。其次是种子所产生的潜在温室气体排逡逑放

定位试验,保护性耕作,试验设计,旋耕

图３－１保护性耕作定位试验所在化逡逑Ｆｉｇ．邋３－１邋Ｔｈｅ邋ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｆｏｒ邋化ｅ邋ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ邋ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ邋ｔｉｌｌａｇｅ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ逡逑机试验区组设计，共设四个处理，即１）翻耕和杆不还出处），邋２）翻耕和种还出处理（Ｐｌｏｗ邋ｔｉｌｌａｇｅ邋ｗｉｔｈ邋ｒｅｓｉｄｕｅ邋ｉｎｃｏｒｐｏｒｔａｒｙ邋ｔｉｌｌａｇｅ邋ｗｉｔｈ邋ｒｅｓｉｄｕｅ邋ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ＲＴ），邋４）免耕祈巧还田，每个处理设uvＨ次革复，共１２个小区，每个小区面积为田间灌水约２ｃｍ，各处理田间化业顺序如表３－１：逡逑表３－１各处理±壤耕作安排逡逑Ｔａｂｌｅ邋３￣１邋Ｆａｒｍｉｎｇ邋ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｔｉｌｌａｇｅ邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ耕化和化巧还邋ＩＩＩ方式邋Ｔｉｌｌａｇｅ邋ｗｉｔｈ邋ｒｅｓｉｄｕｅ邋ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ逡逑刊晚特Ｉ收执／ｕｌ化巧朴移出ｍ间．n锼荩桑桑桑缡〇娂祝杭粒椋宰行驳希患墙信子常堤椋保担悖恚ｅ义显缤韗`收获后，帖巧还ＩＩＩ，满水泡ＩＩＩ，喷施除苛剂，评NB旋耕２；蹈，然后进行榦（翻耕媒１５ｃｍ）。逡逑甲晚稻收化后，枯巧还ＩＩＩ，满水化ＩＩＩ，喷施除甲剂，逊？Ｔ榦（旋耕深６－８ｃｍ）。逡逑化早晚稻抛\埃汕苫梗桑桑桑阉荩桑桑桑枧缰迿申剂和然后进付抛秩。
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S511.42

【参考文献】